CN106720897B - 一种用改善麻薯3d打印精确成型来制作麻薯调理冰淇淋的方法 - Google Patents

Abstract

一种用改善麻薯3D打印精确成型来制作麻薯调理冰淇淋的方法，属于食品加工领域。本发明通过纳米豆渣粉的制备、冰淇淋的制备、麻薯团的制备和3D打印过程制得成品麻薯调理冰淇淋。本发明研究了从改变打印喷头尺寸以及制备过程中釆用高速均质细化物料质地来改善3D精确打印性能，可直接作为产品配方及工艺步骤使用；本发明添加纳米豆渣粉，将原先为下脚料的豆渣变废为宝，其中丰富的纤维素健康营养，不添加任何人工合成色素成份，安全可靠，同时降低物料延展性从而改善打印产品成型效果。本发明没有复杂的长时间处理过程，节约了制作成本，操作性强。

Description

一种用改善麻薯3D打印精确成型来制作麻薯调理冰淇淋的 方法

技术领域

本发明涉及一种用改善麻薯3D打印精确成型来制作麻薯调理冰淇淋的方法，属于食品加工领域。

背景技术

3D打印技术，又称增材制造技术，区别于传统的减材制造，是通过连续的物理层叠加并逐层增加材料来实现生产三维实体的技术。待生产三维产品的模型由CAD软件事先制作好。理论上3D打印可以生产出任何形状及外观的产品。此外，3D打印技术属于全自动的智能技术，还节约了时间及劳力成本。

调理重组食品是两种或两种以上的食品材料按照特定的配方混合后，经前处理及配制加工后，采用速冻技术，并在冻结状态下（产品中心温度在-18℃以下）储存、运输和销售的包装食品。传统的调理重组食品因为加工技术的限制，外型不够好，口感也有待改善。目前3D打印技术主要应用于塑料及金属制品等重工业项目。但是鉴于3D打印技术的定制化生产方面的优势，3D打印技术应用于调理重组食品加工技术上，或许可以发展出解决这一问题的良好措施。

麻薯是日语的音译词，是指以糯米粉及其他淀粉类物质及水为主要原料，经过蒸煮及定型制成的团状糕点类食品。

李恒等（2014）发明了“一种3D甜品打印加工装置及相应的加工方法”（公开号：CN103734216 A），该工艺根据目标甜品的形状生成甜品的三维图像；进行切片处理；打印所述的甜品坯；烘烤所述的甜品坯；打印所述的奶油。该发明采用了该结构的3D甜品打印加工装置，巧妙地将3D打印技术和食品制作结合起来，可以制造出结构精巧、外形美观的甜品，制作出的奶油甜品与事先设计的偏差小，特别适合特殊场合所使用的甜品；加工方法操作简单，可在三维方向连续地裱上奶油，成品精致，实用性强。本发明是基于工业化果冻配方以及3D打印机对物料的要求而研究出的全新的物料配方，具有巨大的市场潜力。

赵婉艺等（2014）发明了“一种多口味夹心食品的3D打印生产方法”（公开号：CN104365954 A），该工艺利用3D打印的方法，生产一种具有多口味空间夹心结构的食品。在生产的过程中，多个3D打印头内装有不同的食品基材和夹心材料，基材和夹心材料可以根据设计的需求打印出不同的空间形状和数量，而且夹心材料可以完全被包覆在基材内。该发明改变了传统夹心食品夹心单一的缺点，实现特殊的口感，满足人们多样化味觉的需求。本发明是基于工业化果冻配方以及3D打印机对物料的要求而研究出的全新的物料配方，具有巨大的市场潜力。

黄海瑚等（2015）发明了“一种植脂奶油3D打印方法”（公开号：CN 104687222 A），通过在传统的打印平台上设一冷却系统，更有利于植脂奶油的固定定型，便于使用植脂奶油进行三维打印。并采用超声波将植脂奶油分子进一步粉碎细化质地，从而提高3D打印系统的打印效果，防止因植脂奶油成分混合不均匀而导致打印喷头的堵塞。本发明方法采用不同尺寸的打印喷头以确保打印出料的成功率和连续性，因为过细的物料可能因延展性好伴随打印形状的坍塌，因此不同尺寸的打印喷头可以保证比较得到最佳的颗粒尺寸的物料配方；此外，本发明使用高速均质机在样品制备过程中持续搅拌样品，使得各种配料在水溶液中尽可能的溶解和融合以及样品的质地尽可能地被细化，从而提高3D打印系统的打印效果，防止因产品中成分混合不均匀而导致打印喷头的堵塞；加上添加纳米豆渣粉可以明显降低物料的延展性，从而降低打印后发生形变或坍塌的可能，使得维持打印形状和结构的能力变强，有效提高打印成型效果。

宣鑫龙等（2015）发明了“一种3D打印用纯可可脂型巧克力的方法”（公开号：CN104996691 A），将原料包括可可液块、脱脂乳粉、白砂糖、可可脂和乳化剂，经过预处理、混合和精磨、精炼、灌装和调温制得，该发明的巧克力具有良好的流动性，产品不易发花、发白。适用于中小型目标量的3D打印，减少不必要的浪费，节约成本，使用及操作方便。本发明中产品制备更加简便，不需要预处理，更加节约成本，使用及操作更加简便。

陈海佳等（2015）发明了“一种3D面膜的制备方法”（公开号：CN 104940113 A），该工艺在无菌真空的条件下，根据人体面部轮廓，采用3D打印机依次叠加打印胶原蛋白凝胶以及面膜液，得到3D打印面膜。该发明采用3D打印技术进行面膜的制备，通过依次叠加打印胶原蛋白凝胶以及面膜液即可得到面膜，方法简单，耗时短，并且打印过程无需经过高温过程，可以完整保存面膜液的有效成分。另外，胶原蛋白凝胶在真空条件下，形成多孔的面膜支架，可以最大程度的吸附面膜液。得到的3D打印面膜根据人体面部轮廓个体化定制，能够100％贴合于人体面部皮肤毛孔。本发明是不需要经过高温过程，基于工业化果冻配方以及3D打印机对物料的要求而研究出的全新的物料配方，制作方法简便易行，适合大规模工业化生产，具有巨大的市场潜力。

发明内容

本发明的目的是开发一种改善高粘性食品体系成型及3D精确打印性能的配方调控方法，改善材料的可打印性，在满足3D打印的条件下，尽量得到独特的令人满意的外型及口感。

本发明的技术方案，本发明采取五个关键方面的控制来达到改善麻薯3D打印精确成型的目的，一是纳米豆渣粉的制备，确保纳米豆渣粉完全溶解，得到均一致密的糯米糊体系。二是搅拌，确保纳米豆渣粉最终能完全溶解，体系稳定化、颗粒细小化。三是用蒸煮，起到杀菌的效果，最终得到直接可以吃的成品，同时这也能促进各配料的融合，最终得到均一稳定的体系。四是温度控制，通过原料温度控制、后期超速冷却来实现3D精确打印成型。五是添加适量芝麻油，改善麻薯物料的流变特性，促进物料打印后快速凝固。根据需要添加适量的弱防腐剂柠檬酸。添加纳米豆渣粉可明显降低物料的延展性，从而降低打印后发生形变或坍塌的可能。本发明研究了打印喷头尺寸及釆用高速均质细化物料质地来改善3D精确打印性能，没有复杂的长时间处理过程，节约成本，操作性强。

本发明的技术方案：一种用改善麻薯3D打印精确成型来制作麻薯调理冰淇淋的方法，首先制备冰淇淋，然后制备麻薯团；将制好的室温下的麻薯团加入到3D打印机的料斗中，选定3D打印的模型和麻薯体系对应的3D打印参数进行3D打印，将麻薯团直接打印到冻结的冰淇淋上直接成型；具体步骤如下：

（1）纳米豆渣粉的制备：将豆渣粉以g/mL计，按质量体积比1︰500溶解于自来水或去离子水中，获得初配溶液；将所得初配溶液经孔径截留分子量为5000-200000Da的超滤膜过滤，获得超滤液；超滤液经高压微射流纳米分散处理，压力为5-250MPa，流速15-5000mL/min，收集处理液，将其真空冷冻干燥或喷雾干燥制得粉剂，即得纳米豆渣粉；

（2）冰淇淋的制备：按质量份计将蛋黄10-12份、白砂糖10-12份和牛奶40-42份一齐放入容器里打匀，然后隔水加热5min；加热结束后，将淡奶油35-40份放到上述混合液中并用均质机拌匀；继续添加步骤（1）所得纳米豆渣粉0.2-0.3份，并用均质机仔细搅拌至无颗粒结块，放入冰箱-18℃冷冻2h；冰淇淋液开始结冰以后，取出来用均质机搅拌2min再放入冰箱-18℃冷冻1h；再取出来继续用均质机搅拌2min后再放入冰箱-18℃冷冻，经 3次冷冻，并注意最后一次冷冻取出后继续用均质机搅拌，彻底打发并使其充分膨胀，再放回冰箱-18℃冷冻6h后至完全冻硬得到冰淇淋；

（3）麻薯团的制备：先将装高麦芽糖浆的瓶子在水温50-60℃温水里使高麦芽糖浆融化20min；按质量份计将糯米粉28-35份放在不锈钢碗里，分2次加入常温水搅拌均匀，总共加水30-35份，无结块，再将异麦芽糖浆16-17份和高麦芽糖浆19-20份，芝麻油1份，食品级柠檬酸0.1-0.12份依次加入，搅拌均匀，确认底部无结块；先把蒸馒头的蒸煮锅里加入水烧开，把混合好的物料放入锅内，盖上盖子蒸煮6min，取出搅拌一下，再放入蒸13-15 min即出锅，出锅后降温至62-65℃；表面刷少许色拉油，用保鲜膜盖住表面冷却；经过蒸煮及定型制成的糯米团俗称麻薯团，待蒸好的麻薯团降温至50℃后，转移到保鲜袋中，捣匀15min，以增加麻薯团的弹性；

（4）3D打印过程：选定3D打印的模型；打印过程中，通过原料高糖凝胶体系打印温度控制、后期超速冷却来实现3D精确打印成型；将麻薯团直接打印在冰淇淋上面，形成粘结紧密的麻薯调理冰淇淋；打印过程中，不断向进料口进料，保证进料槽内原料一直保持压实状态而不飞溅，有利于打印喷头一直连续出料，尽量避免断头现象的发生，从而改善打印效果。

步骤（4）中，此高糖凝胶体系的打印温度25-35℃，超速冷却通过在打印平台添加小风扇加快散热来实现；打印喷头的直径选择范围是0.8mm、1.5mm或 2.0mm。

本发明的有益效果：①研究了从改变打印喷头尺寸以及制备过程中釆用高速均质细化物料质地来改善3D精确打印性能，可直接作为产品配方及工艺步骤使用；②本发明添加纳米豆渣粉，将原先为下脚料的豆渣变废为宝，其中丰富的纤维素健康营养，不添加任何人工合成色素成份，安全可靠，同时降低物料延展性从而改善打印产品成型效果；③本发明没有复杂的长时间处理过程，节约成本，操作性强；④本发明完整地提供了加工与储运的全过程工艺及建议事项。

具体实施方式

实施例1：用含纳米豆渣粉麻薯3D精确打印来制备球形麻薯调理冰淇淋的工艺

此工艺所需的各原料按重量份计为：

麻薯部分：糯米粉（含水量为7.10%）29.37、水33.66、异麦芽糖（含水量为16.94%）16.20、高麦芽糖浆（含水量为11.43%）19.44、芝麻油1.00、食品级柠檬酸0.11；冰淇淋：蛋黄10.97、白砂糖10.35、牛奶41.41、淡奶油37.27、纳米豆渣粉0.22。

制作豆渣冰淇淋：将蛋黄、白砂糖和牛奶一齐放入容器里打匀，然后隔水加热5min；加热结束后，将淡奶油放到牛奶和蛋黄的混合液中并用均质机拌匀；继续添加纳米豆渣粉并用均质机仔细搅拌至无颗粒，放入冰箱-18℃冷冻2h左右；冰淇淋液开始结冰以后，取出来用均质机搅拌2min再放入冰箱-18℃冷冻，再过1h后取出来继续用均质机搅拌2min后再放入冰箱-18℃冷冻，重复以上动作3次，并注意最后一次一定要将冰淇淋液搅拌到体积膨胀奶油打发状再放回冰箱冷冻6h后至完全冻硬得到豆渣冰淇淋；

麻薯团的制备：先将装高麦芽糖浆的瓶子在温水里融化，水温在50-60℃，20min左右；将糯米粉（放在不锈钢碗里），加入常温水（分2次加入）搅拌均匀，无结块，再将异麦芽糖和高麦芽糖浆依次加入，搅拌均匀，确认底部无结块；先把蒸煮锅（蒸馒头的锅）里加入水烧开，把混合好的物料放入锅内，盖上盖子蒸煮6min，取出搅拌一下，再放入，蒸13-15min即可，出锅温度62-65℃；将温度符合要求的原料出锅，表面刷少许色拉油，用保鲜膜盖住表面冷却；待蒸好的糯米团降温至50℃后，转移到保鲜袋中，捣匀15min，增加糯米团的Q度；

选定3D打印的模型，此高糖凝胶体系的温度选择范围是25-35℃，打印喷头的直径选择范围是0.8mm、1.0mm或 2.0mm，打印过程中，不断向进料口进料，保证进料槽内原料一直保持压实状态而不飞溅，有利于打印喷头一直连续出料，尽量避免断头现象的发生，从而改善打印效果，最终得到具有丰富健康的天然植物化合物的产品，成型效果：打印后20min不塌陷，打印形状的精准度达到95%以上；将麻薯团直接打印到球形冰淇淋上面，形成粘结紧密的球形麻薯调理冰淇淋。

实施例2：用含纳米豆渣粉麻薯3D精确打印来制备方形麻薯调理冰淇淋的工艺

此工艺所需的各原料按重量份计为：

麻薯部分：糯米粉（含水量为7.10%）29.37、水33.66、异麦芽糖（含水量为16.94%）16.20、高麦芽糖浆（含水量为11.43%）19.44、芝麻油1.00、食品级柠檬酸0.11；冰淇淋：蛋黄10.97、白砂糖10.35、牛奶41.41、淡奶油37.27、纳米豆渣粉0.22。

制作豆渣冰淇淋：将蛋黄、白砂糖和牛奶一齐放入容器里打匀，然后隔水加热5min；加热结束后，将淡奶油放到牛奶和蛋黄的混合液中并用均质机拌匀；继续添加纳米豆渣粉并用均质机仔细搅拌至无颗粒，放入冰箱-18℃冷冻2h左右；冰淇淋液开始结冰以后，取出来用均质机搅拌2min再放入冰箱-18℃冷冻，再过1h后取出来继续用均质机搅拌2min后再放入冰箱-18℃冷冻，重复以上动作3次，并注意最后一次一定要将冰淇淋液搅拌到体积膨胀奶油打发状再放回冰箱冷冻6h后至完全冻硬得到豆渣冰淇淋；

麻薯团的制备：先将装高麦芽糖浆的瓶子在温水里融化，水温在50-60℃，20min左右；将糯米粉（放在不锈钢碗里），加入常温水（分2次加入）搅拌均匀，无结块，再将异麦芽糖和高麦芽糖浆依次加入，搅拌均匀，确认底部无结块；先把蒸煮锅（蒸馒头的锅）里加入水烧开，把混合好的物料放入锅内，盖上盖子蒸煮6分钟，取出搅拌一下，再放入，蒸13-15min即可，出锅温度62-65℃；将温度符合要求的原料出锅，表面刷少许色拉油，用保鲜膜盖住表面冷却；待蒸好的糯米团降温至50℃后，转移到保鲜袋中，捣匀15min，增加糯米团的Q度；

选定3D打印的模型，此高糖凝胶体系的温度选择范围是25-35℃，打印喷头的直径选择范围是0.8mm、1.0mm或 2.0mm，打印过程中，不断向进料口进料，保证进料槽内原料一直保持压实状态而不飞溅，有利于打印喷头一直连续出料，尽量避免断头现象的发生，从而改善打印效果，最终得到具有丰富健康的天然植物化合物的产品，成型效果：打印后20min不塌陷，打印形状的精准度达到95%以上；将麻薯团直接打印到方形冰淇淋上面，形成粘结紧密的方形麻薯调理冰淇淋。

Claims (1)

1.一种用改善麻薯3D打印精确成型来制作麻薯调理冰淇淋的方法，其特征在于：首先制备冰淇淋，然后制备麻薯团；将制好的室温下的麻薯团加入到3D打印机的料斗中，选定3D打印的模型和麻薯体系对应的3D打印参数进行3D打印，将麻薯团直接打印到冻结的冰淇淋上直接成型；具体步骤如下：

（1）纳米豆渣粉制备：将豆渣粉以g/mL计，按质量体积比1︰500溶解于自来水或去离子水中，获得初配溶液；将所得初配溶液经孔径截留分子量为5000-200000Da的超滤膜过滤，获得超滤液；超滤液经高压微射流纳米分散处理，压力为5-250MPa，流速15-5000mL/min，收集处理液，将其真空冷冻干燥或喷雾干燥制得粉剂，即得纳米豆渣粉；

（2）冰淇淋制备：按质量份计将蛋黄10-12份、白砂糖10-12份和牛奶40-42份一齐放入容器里打匀，然后隔水加热5min；加热结束后，将淡奶油35-40份放到上述混合液中并用均质机拌匀；继续添加步骤（1）所得纳米豆渣粉0.2-0.3份，并用均质机仔细搅拌至无颗粒结块，放入冰箱-18℃冷冻2h；冰淇淋液开始结冰以后，取出来用均质机搅拌2min再放入冰箱-18℃冷冻1h；再取出来继续用均质机搅拌2min后再放入冰箱-18℃冷冻，经 3次冷冻，并注意最后一次冷冻取出后继续用均质机搅拌，彻底打发并使其充分膨胀，再放回冰箱-18℃冷冻6h后至完全冻硬得到冰淇淋；

（3）麻薯团制备：先将装高麦芽糖浆的瓶子在水温50-60℃温水里使高麦芽糖浆融化20min；按质量份计将糯米粉28-35份放在不锈钢碗里，分2次加入常温水搅拌均匀，总共加水30-35份，无结块，再将异麦芽糖浆16-17份和高麦芽糖浆19-20份、 芝麻油1份、 食品级柠檬酸0.1-0.12份依次加入，搅拌均匀，确认底部无结块；先把蒸馒头的蒸煮锅里加入水烧开，把混合好的物料放入锅内，盖上盖子蒸煮6min，取出搅拌一下，再放入蒸13-15 min即出锅，出锅后降温至62-65℃；表面刷少许色拉油，用保鲜膜盖住表面冷却；经过蒸煮及定型制成的糯米团俗称麻薯团，待蒸好的麻薯团降温至50℃后，转移到保鲜袋中，捣匀15min，以增加麻薯团的弹性；

（4）3D打印过程：选定3D打印的模型，打印喷头的直径选择范围是0.8mm、1.5mm或2.0mm；打印过程中，通过原料高糖凝胶体系打印温度控制，控制打印温度25-35℃；后期通过在打印平台添加小风扇加快散热来超速冷却，实现3D精确打印成型；将麻薯团直接打印在冰淇淋上面，形成粘结紧密的麻薯调理冰淇淋；打印过程中，不断向进料口进料，保证进料槽内原料一直保持压实状态而不飞溅，有利于打印喷头一直连续出料，尽量避免断头现象的发生，从而改善打印效果。