CN104938562A - 一种可食用的3d打印材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以作为主食的3D打印材料并提供了其制备方法。其原料包括主料及辅料，主料包括淀粉40～60％、水12.5～13.5％、游离糖4～6％、戊聚糖4～6％、脂肪1～2％、蛋白质8～14％；所述的辅料包括甲基纤维素、酶、矿物质和由六个以上葡萄糖以α-1,4-糖苷键连结的环状寡聚糖；所述主料与辅料质量比为100:5～20。本发明所提供的3D打印材料，可以食用，主要营养素是碳水化合物，是人们补充能量的基础食物。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种可食用的3D打印材料及其制备方法。
背景技术
3D打印是通过计算机建模并控制，通过热力溶解重建或是激光成型技术，构建立体物体的一个过程。由于过程与传统打印相似，所以被形象地称之为“3D打印”。而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。
如果能够将3D打印的材料扩展到可食用材料，那么将会大大促进3D打印的发展，现有技术中已有相应研究，例如公开号为CN104413230A的中国专利申请公开了一种3D打印用巧克力及其制备方法，以所述巧克力的总重量为基准，按照重量百分比计，所述巧克力由包括以下成分的原料制成：可可液块18～30％、可可脂6～12％、超细微晶纤维素0.5～5％、麦芽糖醇35～45％、木糖醇6～10％、脱脂奶粉8～15％、乳化剂0.5～1.0％和香精0.05～0.2％。其制备方法复杂，且原料为巧克力，不适于作为主食食用。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供了一种可以作为主食的3D打印材料并提供了其制备方法。
技术方案：本发明提供了一种可食用的3D打印材料，其原料包括主料及辅料，主料包括淀粉40～60％、水12.5～13.5％、游离糖4～6％、戊聚糖4～6％、脂肪1～2％、蛋白质8～14％；所述的辅料包括甲基纤维素、酶、矿物质和由六个以上葡萄糖以α-1,4-糖苷键连结的环状寡聚糖；所述主料与辅料质量比为100:5～20。
所述的淀粉由含有50～300个葡萄糖基的直链淀粉和含有300～500个葡萄糖基的支链淀粉组成，其中直链淀粉和支链淀粉的质量比为1:3～4。研究中发现，直链淀粉易溶于温水，如果直链淀粉过多，则主料几乎无粘度；如果支链淀粉过多，则容易形成粘连的糊状物，缺乏流动性，因此，优选直链淀粉和支链淀粉的质量比为1:3.11。
所述的辅料中酶为淀粉酶、蛋白酶、多肽酶、脂肪酶。淀粉酶可以改变原料的流变性，且它对热较为稳定，在70～75℃下扔能进行水解作用。蛋白酶及多肽酶的加入可以缩短制备的时间。脂肪酶应控制其含量，由于其可以分解主料中的脂肪，会引起酸败，缩短本材料的储藏时间，因此脂肪酶的含量控制在0.05％以下。
本发明还公开了上述可食用的3D打印材料的制备方法，具体步骤为：
将碳酸氢钠和酒石酸溶于35～37℃的水形成溶液，将该溶液滴加于主料与辅料混合物中，均匀搅拌，当pH为6.9～7.1时，停止滴加，搅拌均匀，碾压1.5～2.5小时，于20～28℃下放置0.5～1小时，再加入C6H12O6及其聚合物的混合物，混合均匀，即得到目标物。
所述的碳酸氢钠与酒石酸的质量比为1:0.5～2。所述溶液的浓度为0.28～0.35％。
所述C6H12O6及其聚合物的混合物的加入量与主料加入量的质量比为0.5～1:100。
有益效果：本发明所提供的3D打印材料，可以使用，主要营养素是碳水化合物，是人们补充能量的基础食物。通过本发明提供的方法进行制备，能使原料迅速涨发，软化纤维，同时可以使材料获得较好的粘性及流动性，便于3D打印成型。
具体实施方式：
实施例1
配制主料：淀粉40g(直链淀粉：支链淀粉＝1:3.11)、水13.5g、游离糖6g、戊聚糖4g、脂肪1g、蛋白质8g；
配制辅料：少量的甲基纤维素、酶、钠盐和α-环糊精(共15g左右)；
所述主料与辅料质量比为5：1。
将1g碳酸氢钠和1.5g酒石酸溶于36℃的水形成溶液(浓度0.3％)，将该溶液滴加于主料与辅料混合物100g中，均匀搅拌，当pH为7时，停止滴加，搅拌均匀，碾压2小时，于25℃下放置0.5小时，再加入C6H12O6及其聚合物的混合物0.5g，混合均匀，即得到目标材料。
将水蜜桃通过计算机建模软件建模，将上述制得的材料放入3D打印机中，3D打印机逐层打印，得到水密桃状物品，将其放入烘箱中烘烤，120～160℃下2～15分钟；180～220℃下5～10分钟；180℃下5～10分钟，即可食用。
实施例2
配制主料：淀粉60g(直链淀粉：支链淀粉＝1:3)、水12.5g、游离糖4g、戊聚糖6g、脂肪1g、蛋白质14g；
配制辅料：少量的甲基纤维素、酶、钠盐和α-环糊精(共5g左右)。
所述主料与辅料质量比为20:1。
将1g碳酸氢钠和1.5g酒石酸溶于36℃的水形成溶液(浓度0.3％)，将该溶液滴加于主料与辅料混合物100g中，均匀搅拌，当pH为7时，停止滴加，搅拌均匀，碾压2小时，于25℃下放置0.5小时，再加入C6H12O6及其聚合物的混合物0.5g，混合均匀，即得到目标材料。
将水蜜桃通过计算机建模软件建模，将上述制得的材料放入3D打印机中，3D打印机逐层打印，得到水密桃状物品，将其放入烘箱中烘烤，120～160℃下2～15分钟；180～220℃下5～10分钟；180℃下5～10分钟，即可食用。
实施例3
配制主料：淀粉60g(直链淀粉：支链淀粉＝1:4)、水13g、游离糖6g、戊聚糖6g、脂肪1.5g、蛋白质14g；
配制辅料：少量的甲基纤维素、酶、钠盐和α-环糊精(共10g左右)。
所述主料与辅料质量比为10:1。
将1g碳酸氢钠和1.5g酒石酸溶于36℃的水形成溶液(浓度0.3％)，将该溶液滴加于主料与辅料混合物100g中，均匀搅拌，当pH为7时，停止滴加，搅拌均匀，碾压2小时，于25℃下放置1小时，再加入C6H12O6及其聚合物的混合物0.5g，混合均匀，即得到目标材料。
将水蜜桃通过计算机建模软件建模，将上述制得的材料放入3D打印机中，3D打印机逐层打印，得到水密桃状物品，将其放入烘箱中烘烤，120～160℃下2～15分钟；180～220℃下5～10分钟；180℃下5～10分钟，即可食用。
Claims (9)
1.一种可食用的3D打印材料，其特征在于原料包括主料及辅料，
所述的主料包括淀粉40～60％、水12.5～13.5％、游离糖4～6％、戊聚糖4～6％、脂肪1～2％和蛋白质8～14％；
所述的辅料包括甲基纤维素、酶、矿物质和由六个以上葡萄糖以α-1,4-糖苷键连结的环状寡聚糖；
所述主料与辅料质量比为100:5～20。
2.如权利要求1所述的可食用的3D打印材料，其特征在于所述的淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，其中直链淀粉和支链淀粉的质量比为1:3～4。
3.如权利要求1所述的可食用的3D打印材料，其特征在于所述的直链淀粉含有50～300个葡萄糖基；所述的支链淀粉含有300～500个葡萄糖基。
4.如权利要求1所述的可食用的3D打印材料，其特征在于所述的酶为淀粉酶、蛋白酶、多肽酶、脂肪酶。
5.如权利要求1所述的可食用的3D打印材料，其特征在于所述的脂肪酶含量小于辅材总质量的0.05％。
6.如权利要求1所述的可食用的3D打印材料的制备方法，其特征在于将碳酸氢钠和酒石酸溶于35～37℃的水形成溶液，将该溶液滴加于主料与辅料混合物中，均匀搅拌，当pH为6.9～7.1时，停止滴加，搅拌均匀，碾压1.5～2.5小时，于20～28℃下放置0.5～1小时，再加入C6H12O6及其聚合物，混合均匀，即得到目标物。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的碳酸氢钠与酒石酸的质量比为1:0.5～2。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述溶液的浓度为0.28～0.35％。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述C6H12O6及其聚合物的混合物的加入量与主料加入量的质量比为0.5～1:100。
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