CN117322587A - 一种适用于3d打印的鸡肉糜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于3D打印的鸡肉糜及其制备方法和应用,涉及3D打印食品领域。本发明提供的适用于3D打印的鸡肉糜,原料包括鸡肉糜、水、NaCl、壳聚糖和植物油,采用植物油来改善鸡肉糜的3D打印性,具有如下优势:植物油中富含多不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值;省去了豌豆蛋白等常见过敏源的添加,安全性更高,并且不使用明胶、淀粉、肥肉等成分,符合健康食品的研发趋势;提高了产品的形状精确度,可显著改善鸡肉糜的流变学、质构特性和可打印性,减少打印时喷头堵塞的情况发生,打印平整度更好。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印食品领域,具体涉及一种适用于3D打印的鸡肉糜及其制备方法和应用。
背景技术
3D打印是一种自动制造过程,通过沉积制造和逐层叠加的原理,将数字模型转换成有趣的3D物体。随着健康意识的提升,单一的食品设计已经难以满足消费者对健康营养、个性化食品的追求,3D打印技术是实现定制化食品的绝佳选择。对于婴儿、老人、慢性病患者等有特殊营养需求的人群,3D打印食品可以通过增加或减少某些营养素的比例,实时改变配方,实现精准营养化。
鸡肉是人们日常摄入的肉制品之一,但如今市场售卖的鸡肉产品外观形状朴素单一,若能在鸡肉产品加工过程中运用3D打印技术,可改善鸡肉产品外观,做到个性化、营养化,预计将带来较高的经济效益。由于鸡肉中的肌纤维丰富,3D打印时极容易造成喷头堵塞情况的发生,因此在3D打印鸡肉制品研发中的首要任务是解决鸡肉糜流动性的问题,保证打印过程的顺利进行。此外,还需要保证产品的打印精确性、稳定性、支撑性等。
现有技术中已经围绕适用于3D打印的鸡肉糜体系进行了少量研究,但仍存在诸多有待改进之处。例如,非专利文献“明胶对鸡肉糜3D打印成型稳定性的影响”中采用明胶来增强鸡肉糜体系的黏度和凝胶强度,提高鸡肉糜3D打印成型稳定性,然而其表观粘度仍有待改善,并且其3D打印产品表面不平整,出现了不同程度的突起;专利文献CN109077251A公开了将淀粉添加到肉糜中,既能增加肉糜凝胶的凝胶强度和弹性,也可降低肉糜的黏度,除了添加淀粉外,在斩拌过程中还添加了大量脂肪(肥肉),用量高达原料肉的50%~80%,虽然可能对鸡肉糜的3D打印性有一定改善作用,但是大量肥肉和淀粉的加入也不适合将其作为一种健康食品进行推广,影响该食品的受众范围,此外,由图2显示的鸡肉糜3D打印产品图片可以看出,产品表面出现较多空洞,表明在3D打印过程中出现断丝、不连续等现象,图4和图5显示的猪肉糜3D打印产品也出现了表面不平整的问题,有明显的突出和空洞;专利文献CN111758910A公开了一种适用于3D打印的鸡肉糜体系,加入豌豆蛋白和谷氨酰胺转移酶来改善鸡肉糜的3D打印性,然而豌豆蛋白是常见的过敏源,极容易造成食品过敏问题,由图4可以看出,当豌豆蛋白添加量较低时,打印成品明显存在表面不平整的问题,当添加量为30%时3D打印效果最好,但大量添加更易造成过敏风险。
因此,本领域迫切需要提供一种适用于3D打印的鸡肉糜,使打印得到的鸡肉制品打印精确性高、稳定性好、支撑性强,同时具有较高的营养价值和食用安全性。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中适用于3D打印的鸡肉糜体系存在过敏源、不能作为健康食品推广且3D打印性有待提升的缺陷,从而提供一种新的适用于3D打印的鸡肉糜及其制备方法和应用。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
第一方面,本发明提供一种适用于3D打印的鸡肉糜,按重量份数计,包括以下原料组分:鸡肉糜100份、水25~35份、NaCl 1.5~2份、壳聚糖0.3~0.5份和植物油10~20份。
进一步地,所述的适用于3D打印的鸡肉糜,包括以下原料组分:鸡肉糜100份、水30份、NaCl 1.5份、壳聚糖0.4份和植物油15份。
进一步地,所述植物油包括大豆油、花生油、橄榄油中的至少一种。优选的,所述植物油为花生油。
第二方面,本发明提供所述的适用于3D打印的鸡肉糜的制备方法,包括以下步骤:按比例将鸡肉糜、水、NaCl、壳聚糖和植物油混合均匀后依次进行均质和冷藏,得到所述适用于3D打印的鸡肉糜。
进一步地,所述鸡肉糜是将鸡胸肉去除筋膜和可见脂肪后切块并斩拌得到的;斩拌条件为:在3000rpm下斩拌2min;均质条件为:在4000rpm下均质5min;冷藏条件为:在4℃下冷藏10~15h。
第三方面,本发明提供所述的适用于3D打印的鸡肉糜,或者由所述的制备方法得到的适用于3D打印的鸡肉糜在制备3D打印鸡肉制品中的应用。
第四方面,本发明提供一种3D打印鸡肉制品,由鸡肉糜进行3D打印制得,所述鸡肉糜为所述的适用于3D打印的鸡肉糜,或者由所述的制备方法得到的适用于3D打印的鸡肉糜。
第五方面,本发明提供所述的3D打印鸡肉制品的制备方法,包括以下步骤:将所述适用于3D打印的鸡肉糜放入3D打印机,选择打印图形,设置打印温度23~25℃,填充密度100%,开始按照软件设定好的模型进行分层打印,打印参数设置如下:层高1mm,喷嘴直径1.3mm,细丝直径9.8mm;在3D打印完成后定型,得到所述3D打印鸡肉制品。
进一步地,所述定型操作是在室温下静置4h。
第六方面,本发明提供一种3D打印鸡肉制品的加工方法,包括以下步骤:将所述的3D打印鸡肉制品或者所述的制备方法得到的3D打印鸡肉制品放入烤箱进行烤制。
进一步地,烤制温度为160℃,烤制时间为12~16min。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的适用于3D打印的鸡肉糜,原料包括鸡肉糜、水、NaCl、壳聚糖和植物油,本发明首次采用植物油来改善鸡肉糜的3D打印性,具有以下突出优势:
第一,植物油中富含多不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值,对人类健康的重要影响,特别是在预防心血管疾病、冠心病和癌症方面,此外,多不饱和脂肪酸在炎症、血栓形成和自身免疫性疾病、高血压等方面也有着有益的效果;
第二,添加植物油作为改善鸡肉糜特性的关键组分,省去了豌豆蛋白等常见过敏源的添加,安全性更高,并且不使用明胶、淀粉、肥肉等成分,符合健康食品的研发趋势;
第三,添加植物油来改善鸡肉糜的3D打印性,提高了产品的形状精确度,可显著改善鸡肉糜的流变学、质构特性和可打印性,减少打印时喷头堵塞的情况发生,打印平整度更好。
2.本发明提供的适用于3D打印的鸡肉糜中,植物油可以为花生油、大豆油、橄榄油等,其中,花生油是均衡型植物油,VE和胡萝卜素等营养成分保存较多;大豆油营养高,含大量人体所需的亚油酸和少量的α-亚麻酸,VE含量丰富;橄榄油可预防高血压等血管疾病,改善大脑功能,有利于女性延年益寿。
此外,本发明通过研究发现,在鸡肉糜体系中添加花生油相较于大豆油和橄榄油具有更突出的优势:
第一,添加花生油的鸡肉糜体系表观粘度和流动性最为适宜,假塑性最强,表明肉糜在高速剪切时有很好的流动性,使其能够顺利地从喷头中挤出,保证3D打印过程的流畅性,同时在打印完成后,更有利于维持产品的形状;
第二,在3D打印完成后的静置过程中,添加花生油的鸡肉糜体系收缩率较低,即使静置4h后,稳定性依然很强,其初始结构保持得更好;
第三,添加花生油的鸡肉糜体系的3D打印鸡肉制品在经过烤箱加热后产品内部组织状态致密,结构清晰,通过对加热后的样品进行质构测试发现,添加花生油的样品比其他组有更高的咀嚼性,反映了其具有更好的自支撑能力,在打印后及加热过程中能够更好地维持其形状。
3.本发明提供的适用于3D打印的鸡肉糜以及3D打印鸡肉制品的制备方法简单、易于控制,可实现产品的定制化、健康化,改善市面上鸡肉制品外观形状单一朴素的问题,具有较高的经济效益,为实际生产提供了技术支持。
4.本发明提供的3D打印鸡肉制品的加工方法,相较于微波加热工艺而言,选择烤制工艺使得3D打印制品能较好地保持原有的形状、大小,没有明显的坍塌、凹陷等变化,同时在烤制工艺中,添加植物油制得的3D打印鸡肉制品热稳定性、保水性也有所提高,减少产品因加热导致的汁液流失,最大程度上保留产品最佳风味。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实验例1中添加不同植物油制备的鸡肉糜的表观粘度、稠度指数和流动性能指数对比图,其中,A为表观粘度,B为K,C为流动性能指数n;
图2是本发明实验例1中添加不同植物油制备的鸡肉糜的储存模量(G’)、损耗模量(G”)对比图;
图3是本发明实验例1中添加不同植物油制备的鸡肉糜的振荡剪切粘度和连续剪切粘度(Cox-Merz规则)对比图,其中,A为对照组,B为橄榄油组,C为大豆油组,D为花生油组;
图4是本发明实验例2中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品的形状精确度对比图;
图5是本发明实验例2中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品的收缩率对比图;
图6是本发明实验例2中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品的外观图,其中,A为3D打印模型图,B为立方体模型样品的侧视图,C为心形模型样品的俯视图,D为星型模型样品的俯视图;
图7是本发明实验例3中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品放置4h后形状精确度与αSF的线性回归图;
图8是本发明实验例4中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品采用不同方式加热后的形状精确度和收缩率的对比图,其中,A为形状精确度,B为收缩率;
图9是本发明实验例4中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品采用不同方式加热后的外观图;
图10是图9是本发明实验例4中添加不同植物油制备的鸡肉糜所得3D打印鸡肉制品采用不同方式加热后的汁液流失率对比图。
在图1、4、5、8、10中,统计结果以“平均值±SD”表示,n=4,图中*、**、***分别表示P<0.05、P<0.01、P<0.001水平上差异显著。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的保护范围之内。
原料来源:
鸡胸肉购于南京苏果超市;NaCl购于国药集团化学试剂有限公司;壳聚糖、橄榄油购于上海麦克林生化科技有限公司;大豆油购于上海阿拉丁生化科技有限公司;花生油购于上海源叶生物科技有限公司。
仪器与设备来源:
刀式研磨仪—北京格瑞德曼仪器设备有限公司;PD500匀浆机—英国Prima公司;微波炉—广东格兰仕微波炉电器制造有限公司;烤箱—杭州九阳生活电器有限公司;FSE-2食品3D打印机—昆山博利迈三维打印科技有限公司;MCR-301流变仪—德国安东帕有限公司;质构仪—英国Stable Micro Systems公司;美能达CR-400—日本美能达公司。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用原料或仪器,均为可以通过市购获得的常规产品,包括但不限于本申请实施例中采用的原料或仪器。
实施例1
本实施例提供一种适用于3D打印的鸡肉糜,其制备方法具体如下:
(1)预处理:将新鲜鸡胸肉去除筋膜和可见脂肪后切成小块,放入绞肉机在3000rpm下斩拌2min,得到鸡肉糜;
(2)混合:向100g步骤(1)处理得到的鸡肉糜中加入30g去离子水、1.5g NaCl、0.4g壳聚糖和15g大豆油,混合均匀;
(3)均质:将步骤(2)处理后的鸡肉糜用匀浆机在4000rpm下均质5min;
(4)冷藏:将步骤(3)处理后的鸡肉糜放置4℃冷藏12h后,得到适用于3D打印的鸡肉糜。
本实施例还提供一种3D打印鸡肉制品,其采用前述制备的适用于3D打印的鸡肉糜进行3D打印得到,具体步骤如下:
将适用于3D打印的鸡肉糜放入3D打印机,选择打印图形(分别为20mm×20mm×20mm的立方体、厚度6mm的心形、厚度3mm的中空五角星),设置打印温度23℃,填充密度100%,开始按照软件设定好的模型进行分层打印,打印参数设置如下:层高1mm,喷嘴直径1.3mm,细丝直径9.8mm;在3D打印完成后于室温下静置4h,得到3D打印鸡肉制品。
实施例2
本实施例提供一种适用于3D打印的鸡肉糜,其制备方法参照实施例1,不同之处仅在于,将大豆油替换为花生油。
本实施例提供3D打印鸡肉制品的制备方法,利用本实施例制备的适用于3D打印的鸡肉糜,具体方法步骤均参照实施例1。
实施例3
本实施例提供一种适用于3D打印的鸡肉糜,其制备方法参照实施例1,不同之处仅在于,将大豆油替换为橄榄油。
本实施例提供3D打印鸡肉制品的制备方法,利用本实施例制备的适用于3D打印的鸡肉糜,具体方法步骤均参照实施例1。
对比例
本对比例提供一种适用于3D打印的鸡肉糜,其制备方法参照实施例1,不同之处仅在于,不添加大豆油。
本对比例提供3D打印鸡肉制品的制备方法,利用本对比例制备的适用于3D打印的鸡肉糜,具体方法步骤均参照实施例1。
实验例1鸡肉糜的流变性测试
对实施例1~3和对比例制得的适用于3D打印的鸡肉糜进行流变性测试,实施例1~3和对比例分别记为SO组(大豆油组)、PO组(花生油组)、OO组(橄榄油组)和Con组(对照组),测试方法如下:
将流变仪的温度设置为25℃,两板之间的间隙设置为0.5毫米,采用PP50探针测定稳态流变特性,剪切速率从0.1增加到10s-1。动态流变特性采用小幅度振荡扫频模式表征,频率振荡范围为0.1~100hz,并在0.1%应变下测定。所有测量都在确定的线性粘弹性区域内进行。记录了弹性模量(G')和损耗模量(G”)随频率的变化。剪切应力与剪切速率的关系用Ostwald-de-Waele模型来描述,公式如下:
动态试验数据用复模量(G*)和复动态粘度(η*)来描述,这些参数是样品对正弦应变的总体响应的指标,正弦应变由以下方程计算:
弹性模量(G')和损耗模量(G”)被建模为角频率(ω)的指数函数,并考察与CMR规则的偏离程度,用偏离系数αSF表示。
结果如图1~3和表1所示。
表1鸡肉糜储能模量和损耗模量与修正Cox-Merz规则的Aα和动态剪切参数的幂律函数
注:不同字母a-c表示差异显著
(1)表观粘度
如图1A所示,Con组的表观粘度明显高于添加植物油的SO组、PO组和OO组,说明在鸡肉糜中加入植物油可以通过增加流动能力来增强3D打印性。SO组样品的表观粘度最高,其次是PO组,最后是OO组。这表明OO组的流动性最强,但过高的流动性不利于打印后维持产品的形状,流动性较差则不利于肉糜从喷头挤出,经比较PO组的表观粘度最适于3D打印。
经典的Ostwald-de-Waele模型可以很好地拟合鸡肉糜的表观粘度,表明其具有假塑性。如图1B和图1C所示,植物油的加入显著降低了鸡肉糜的K值和n值,使其具有更好的假塑性,其中,PO组n值最低,假塑性最强,更利于3D打印。
(2)动态流变学特性和材料刚度参数(Aα)
如图2所示,各组的G'值均高于G”值,说明鸡肉糜具有更强的弹性,有利于3D打印后维持产品的形状。SO组的G'和G”值高于PO组和OO组。OO组的G'和G”值最低,过低会导致原料支撑能力下降,形状精确度降低,使其3D打印性下降。
如表1所示,在添加植物油的组别中,SO组K'和K”最高,其次为PO组和OO组。与SO组、PO组、OO组相比,Con组的Aα更高,这表明其凝胶结构更坚固、更硬,流动性较差,不利于肉糜从喷头中顺利挤出,添加植物油后,Aα值明显降低。与SO组相比,OO组的Aα值明显更高。G'和Aα值均可用于评估原料的硬度,较高表明原料延展性更低,其打印性降低。
适于3D打印的原料需要在打印时具备良好的流动性,在打印后具备支撑能力,综合来看,OO组原料流动性强,硬度低,在打印过程中原料会由于重力作用坍塌较快,支撑能力下降,形状精确度降低。而SO组原料流动性差,延展性低,不利于原料从3D打印机中顺利挤出,很可能出现断丝的现象。
(3)修正Cox-Merz规则的应用
Cox-Merz规则是指复合粘度作为角频率的函数与稳定剪切粘度作为剪切速率的函数是相关的。如图3所示,η*与ηapp的数据是平行的。其中,对Cox-Merz规则的偏离用αSF表示。OO组值最高(αSF=0.040),而SO组和PO组αSF值相近且最低。SO组和PO组的αSF值仍低于Con组,这表明与Con组对比,SO组与PO组的内部组织排列更为有序。
实验例2鸡肉糜的3D打印性能测试
对实施例1~3和对比例制得的立方体形3D打印鸡肉制品的形状精确度和收缩率进行测试,实施例1~3和对比例分别记为SO组(大豆油组)、PO组(花生油组)、OO组(橄榄油组)和Con组(对照组),测试方法如下:
形状精确度采用体积精确度,计算打印实物体积V与模型设定体积的比值,计算公式如下:
收缩率的计算公式如下:
其中,V为3D打印后样品的体积(cm2),V0h为3D打印前样品的体积(cm2)。
形状精确度和收缩率结果如图4和5所示,三种图形的打印成品外观及其随静置时间的变化如图6所示。
如图4所示,与OO组和PO组相比,SO组显示出更高的形状精确度,然而打印后各组形状精确度均高于100%,这表明3D打印产品均不同程度的与模型出现偏差,超出了模型的设定,其中PO组打印成品最接近于模型,认为其形状精确度最优。随着静置时间的延长,打印肉块的形状精确度逐渐下降。静置2h后,与其他样品相比,SO组的精确度仍显著高于其他样品(P<0.05),但由于SO组初始形状超出模型程度最高,因此仍需结合打印成品在静置2h后的收缩率来反映原料的3D打印性。
如图5所示,静置2h后,Con组的收缩程度最高(19.8%),不利于打印后维持产品的形状。OO组相比于PO组和SO组收缩率更高(19.6%),PO组收缩率最低。并且在静置4h后PO组依然保持较低的收缩率(P<0.05),具有突出的结构稳定性。
如图6所示,由于Con组流动性较低,可能导致喷嘴堵塞,在打印立方体上表现为明显的缺口(如图中箭头所指),其余各组表面平整,无明显缺口。在静置过程中,3D打印的立方体在重力作用下会纵向收缩到更小的尺寸,然而即使静置4h后PO组的稳定性依然很强,其初始结构也保持得更好,由图6B可以看出,SO组与OO组层与层之间的融合衔接较差,表面较不平整,出现不同程度的突出。SO组仍出现了较小的空洞,在2h后出现了明显的收缩。而PO组在2h后收缩程度显著低于OO组与SO组。表明PO组样品有更好的3D打印性。
实验例3鸡肉糜流变性与3D打印性能的关系
本实验例针对实验例1测得的αSF和实验例2测得的形状精确度数据之间进行相关性分析,结果如表2和表3所示。另外将偏离系数αSF与4h后形状精确度进行线性回归,结果如图7所示。
表2偏离系数αSF与形状精确度之间的Pearson相关性
注:个案数为4.
表3各变量含义及统计结果
如表2和图7所示,偏离系数αSF与部分打印性参数A2h、A4h(2h、4h后形状精确度)显著负相关,、其相关系数分别达到-0.811、-1.00。利用线性回归分析来描述A4h与αSF之间可能存在的关系,R2为0.9996,表明两者之间存在很强的潜在相关性。PO组αSF值较低,表明PO组在打印后4h后形状精确度较好。
结合实验例2中收缩率的数据得出,SO组与PO组虽均在打印后2h、4h具有较为良好的形状精确度,但PO组的收缩率更低,表明PO组在具有良好的打印性的同时,具有更优的支撑能力,呈现出更好的效果。
综上所述,从流变学特性来看,PO组的表观粘度最适于3D打印,同时其n值最低,假塑性最强,也更利于3D打印;从3D打印成品的外观来看,PO组能呈现出最好的外观,且静置过程中的稳定性最强,能更好地维持产品形状;从对形状精准度和收缩率的综合分析来看,PO组能在保持较低收缩率的情况下呈现较高的形状精准度,具有突出的结构稳定性和更好的3D打印性、支撑能力。因此,在鸡肉糜中添加花生油作为3D打印材料相较于添加其他种类植物油具有明显更突出的优势。
实验例4 3D打印鸡肉制品加工前后的变化
对实施例1~3和对比例制得的3D打印鸡肉制品分别采用以下两种方式进行加热:
烤制:将3D打印鸡肉制品使用电烤箱在160℃下烤制15分钟后取出;
微波:将3D打印鸡肉制品使用微波炉在280瓦下微波加热80秒后取出。
实施例1~3和对比例分别记为SO组(大豆油组)、PO组(花生油组)、OO组(橄榄油组)和Con组(对照组)。
对各种形状样品采用上述两种方式加热后的形貌进行拍照记录,同时以立方体形样品为测试对象,对其加热后形状精确度、收缩率、汁液流失率、质构特性和颜色进行测试,测试方法如下:
加热后形状精确度计算公式如下:
式中VΔ为加热后3D打印产品的体积(cm2)。
加热后收缩率计算公式如下:
其中,VΔ为加热后样品的体积(cm2),V4h为打印后静置4h样品的体积(cm2)。
加热过程中的汁液流失率=(加热前产品质量-加热后产品质量)/加热前产品质量
质构特性的测定:加热后,使用TA-XT Plus质构仪(Stable Micro Systems,UK)对3D打印鸡肉制品的质地进行分析。质构仪在测量前进行校准,参数设置如下:探针P50;测前速度:1mm/s;测试速度:5mm/s;应变:50%;触发力:5克。
颜色的测定:采用美能达CR-400,光源为光源D65。采用CIE配色系统,记录明度(L*)、红/绿度(a*)、黄/蓝度(b*)值。白度的计算公式如下:
结果如图8~10和表4和5所示。
(1)形状精确度和外观
如图8A和图9所示,虽然微波组表现出更高的形状精确度,但与烤箱加热的样品相比,形状外观较差,内部容易出现较多、较大的空洞,表现出更多的变形。而烤箱加热样品较好地维持了3D打印产品的外观,基本没有出现变形。
对于烤制组来说,SO组加热后形状精确度最高,但结合图9的外观形貌来看,PO组的外观平整度更佳,更接近打印前产品的形状。SO组较高的形状精确度可能是由于在加热过程中出现了形变突起,导致其在体积测量时偏大。
(2)保水性
如图8B所示,烤箱加热的样品从体系中流出的汁液更多,这可能是由于烤箱加热温度较高,时间较长,导致蛋白质变性程度及收缩更大。对于烤制组而言,SO组和PO组比Con组的汁液流失率更低,证明植物油的添加提高了3D打印鸡肉制品烤制过程中的保水性。虽然微波加热的样品汁液流失更少,但从图9中可以明显看出,在微波加热过程中样品由于热点问题出现了较大的变形。SO组、Con组方块样品出现了明显的收缩凹陷。对于心形、星形微波加热样品,表明明显不平整,出现了较多孔隙。对于热加工过程来说,维持产品的形状外观是最为重要的因素,因此,综合判断使用烤箱加热更优。
(3)质构特性分析(TPA)和颜色特征
TPA和颜色特征测试结果见表4。
表4 3D打印鸡肉制品的质构特性和颜色特性
注:不同字母a-d表示差异显著
由表4可以看出,与OO组和SO组相比,PO组硬度更高,可以更好地维持产品的形状。同时,烤箱加热后的样品内部组织状态致密,结构清晰,表明烤箱加热并未破坏3D打印产品的内部结构。烤箱加热样品的弹性均高于微波加热的样品。在烤箱加热的样品中,PO组弹性最高,表明烤箱加热PO组更容易从形变中恢复。
Con组烤箱加热的样品硬度很大,弹性相对较低,表明该组样品的质地较脆,但在咀嚼过程中较难回弹。添加植物油的产品烤箱加热后的弹性高于微波加热。
由于加热后的鸡肉是固体食物,所以用嚼劲而不是粘性来反映咀嚼食物所需的能量。结果显示,微波加热样品的咀嚼力明显高于烤箱加热样品(P<0.05),说明微波加热样品在吞咽前咀嚼需要更多的能量。PO组比SO组和OO组样品具有更高的咀嚼性,这可能是由于PO组样品具有更好的自支撑能力,与打印后4h收缩率较低一致。
对于微波加热样品,与Con组相比,植物油的添加显著提高了L*值,降低了a*值(P<0.05)。对于烤箱加热的样品,加植物油的组别相较于对照组L*和白度值没有显著变化(P>0.05),这可能是由于从体系中流失了更多的汁液,因此减弱了植物油引起的色差。此外,烤箱加热的样品比微波加热的样品显示出更高的b*值。
综上所述,从质构特性及颜色特征分析来看,烤箱加热相较于微波加热更具有优势,而经烤箱加热后的PO组与OO组和SO组相比,硬度更高且具有更高的咀嚼性,可以更好地维持产品的形状,抵抗形变能力和支撑能力较强,因此,在鸡肉糜中添加花生油作为3D打印材料相较于添加其他种类植物油具有明显更突出的优势。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种适用于3D打印的鸡肉糜,其特征在于,按重量份数计,包括以下原料组分:鸡肉糜100份、水25~30份、NaCl 1.5~2份、壳聚糖0.3~0.5份和植物油10~20份。
2.根据权利要求1所述的适用于3D打印的鸡肉糜,其特征在于,包括以下原料组分:鸡肉糜100份、水30份、NaCl 1.5份、壳聚糖0.4份和植物油15份。
3.根据权利要求1或2所述的适用于3D打印的鸡肉糜,其特征在于,所述植物油包括大豆油、花生油、橄榄油中的至少一种。
4.权利要求1~3任一项所述的适用于3D打印的鸡肉糜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:按比例将鸡肉糜、水、NaCl、壳聚糖和植物油混合均匀后依次进行均质和冷藏,得到所述适用于3D打印的鸡肉糜。
5.根据权利要求4所述的适用于3D打印的鸡肉糜的制备方法,其特征在于,所述鸡肉糜是将鸡胸肉去除筋膜和可见脂肪后切块并斩拌得到的;斩拌条件为:在3000rpm下斩拌2min;均质条件为:在4000rpm下均质5min;冷藏条件为:在4℃下冷藏10~15h。
6.权利要求1~3任一项所述的适用于3D打印的鸡肉糜,或者由权利要求4或5所述的制备方法得到的适用于3D打印的鸡肉糜在制备3D打印鸡肉制品中的应用。
7.一种3D打印鸡肉制品,其特征在于,由鸡肉糜进行3D打印制得,所述鸡肉糜为权利要求1~3任一项所述的适用于3D打印的鸡肉糜,或者由权利要求4或5所述的制备方法得到的适用于3D打印的鸡肉糜。
8.权利要求7所述的3D打印鸡肉制品的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述适用于3D打印的鸡肉糜放入3D打印机,选择打印图形,设置打印温度23~25℃,填充密度100%,开始按照软件设定好的模型进行分层打印,打印参数设置如下:层高1mm,喷嘴直径1.3mm,细丝直径9.8mm;在3D打印完成后定型,得到所述3D打印鸡肉制品。
9.一种3D打印鸡肉制品的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:将权利要求7所述的3D打印鸡肉制品或者权利要求8所述的制备方法得到的3D打印鸡肉制品放入烤箱进行烤制。
10.根据权利要求9所述的3D打印鸡肉制品的加工方法,其特征在于,烤制温度为160℃,烤制时间为12~16min。
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