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3D打印鸡肉产品的可行性研究

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发表于 2021-11-1 17:58:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
2021年10月23日,南京农业大学肉品加工与质量控制教育部重点实验室:Genghan Yang(1作)......、徐幸莲*(通讯)等在农林科学1区TOP期刊LWT-Food Science and Technology (IF:4.952)在线发表了题为“Optimizing 3D printing of chicken meat by response surface methodology and genetic algorithm: Feasibility study of 3D printed chicken product”的研究文章。
       为了实现鸡肉的3D打印,该研究采用响应面法-遗传算法(RSM-GA)模拟了复杂因素(喷嘴直径、挤丝直径、喷嘴温度和NaCl添加量)对3D打印成型精度的影响。然后在RSM-GA优化的最佳条件下制备了3D打印鸡肉产品并研究了其烹饪可行性,以考察其商业应用价值。肉类3D打印已有大量文献报道,然而尚没有人研究过3D打印鸡肉产品和模具成型(MS)鸡肉产品的区别。因此,该研究从蒸煮性能、质构特性、水分状态及分布、微观结构等方面比较了3D打印产品和MS产品的差异。

         
亮点介绍
[1] 用鸡肉作食品3D打印的原料。
[2] 采用RSM-GA对鸡肉3D打印参数进行优化。
[3] 优化后的配方实现了挤出和支撑之间的平衡。
[4] 3D打印成型和模具成型的产品在烹饪后具有类似的质地。

成果介绍
研究人员采用响应曲面法(RSM)和遗传算法(GA)对鸡肉3D打印的工艺参数进行了优化,印刷结果表明,在1.3mm喷嘴直径、9.8mm挤丝直径、28.0℃喷嘴温度和2.5%NaCl添加量下,3D打印成型精度最佳。
         
流变学和凝胶强度结果表明,NaCl处理的鸡肉糜具有剪切变稀行为和足够的凝胶强度(>99.85 g·mm),表明鸡肉糜从喷嘴顺畅挤出与沉积后支撑结构达到平衡。另一方面,通过与模具成型(MS)产品的对比,探究了3D打印产品的蒸煮可行性。在优化条件下,熟化的3D打印样品与MS样品具有相似的质构特性,但蒸煮损失严重。

核磁共振(NMR)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明,由于3D打印的剪切作用,鸡肉凝胶中的水分逐渐转化为自由水而流失,导致蛋白质相对浓度升高。因此,蒸煮后形成了较为致密、均匀的凝胶网络结构。

综上所述,利用最佳3D打印工艺条件得到的产品具有良好的几何形状和一定的蒸煮可行性。填补了3D打印在鸡肉制品中应用的空白,为今后新型食品制造提供理论依据。

         
        △烹饪前后的3D打印样品展示。

专 家 简 介
         
        徐幸莲
徐幸莲,南京农业大学教授,博士生导师,食品科技学院院长,国家肉品质量安全控制工程技术研究中心副主任。长期从事肉品加工与质量控制领域的教学、科研及服务社会工作。先后主持国家自然科学基金、国家科技部“十一五”支撑计划项目、十三五重点研发计划课题 、“863”高技术重点项目、国家现代农业产业技术体系专项、江苏省农业科技自主创新重点项目等国家级、部省级课题 20 多项,获国家、省部级及行业科技成果奖 10 多项,其中“冷却肉品质控制关键技术及装备创新与应用”获得国家科技进步二等奖(排名第 3),获国家发明专利 10 项,发表论文 250 余篇,其中 SCI 收录 136 篇,主编或副主编《食品原料学》、《肉品学》、《冷却禽肉加工技术》等教材与专著 6部。2009 年入选国家肉鸡产业技术体系岗位科学家并担任加工研究室主任,2011 年获江苏省“333 高层次人才培养工程”第二层次培养对象,2016 获江苏省有突出贡献的中青年专家等荣誉称号。兼任中国畜产品加工研究会常务副会长。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112693

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