01 文章主題
本研究利用蠶豆分餾物開發了一種3D打印食品原型，通過BIO X生物打印機實現了富含蛋白質、淀粉和纖維的食品個性化生產。研究重點探討了不同墨水的流變特性、打印性、質地及微觀結構，以探索不同組分和填充圖案對3D打印食品特性的影響，進而滿足消費者對個性化營養的需求。食品3D打印技術不僅擴寬了營養和食品配方的應用領域，還為創造具有特定質地與結構的食品提供了創新思路

02 實驗流程

- 3.4  壓縮力分析：頂部壓縮時的峰力顯著大于側面壓縮，表明立方體的頂部結構更密實，需要更大的壓縮力。同時，蛋白質豐富的樣本在頂部壓縮時表現出最高的峰力，而淀粉豐富的樣本在頂部壓縮時顯示出較高的峰應變。這些結果表明墨水成分和壓縮方向對立方體的質地特性有顯著影響。
 

- 3.5  碎片分析：頂部壓縮產生的碎片較小，而側面壓縮產生較大碎片，這可能與層間間隙有關，顯示了壓縮方向對碎片大小和分布有顯著影響。
 

- 3.6  碎片形態：從頂部壓縮產生的碎片更小，而從側面壓縮產生的碎片較大。

- 3.7  掃描電子顯微鏡（SEM）觀察：SEM圖像顯示冷凍和冷凍干燥對所有樣本的微觀結構產生了顯著影響，行程了多孔結構。蛋白質豐富的樣本表面更光滑，孔洞邊緣更圓滑，而富含纖維和淀粉的樣本則呈現出較多不規則的結構，反映了墨水成分對3D打印食品微觀結構的影響。
 

- 3.8  主成分分析：
❊蛋白質含量與壓縮力和損耗因子（tan δ）的關系：主成分分析的第一主成分（PC1）與蛋白質含量及其相關變量關聯。蛋白質含量較高的樣本在壓縮測試中顯示出較高的壓縮力和損耗因子，表明這些樣本具有更高的能量耗散比例。
❊纖維和淀粉含量與墨水特性的關系：第二主成分（PC2）與纖維和淀粉含量相關的變量關聯，纖維和淀粉含量較高的樣本在3D打印過程中可能表現出更好的形狀穩定性和質地特性。
 

圖6：展示了前兩個主成分（PC），它們共同解釋了總變異的74.5%（PC1占53%，PC2占21.5%）。蛋白質含量和直接相關的變量與PC1相關，而纖維和淀粉含量相關的變量與PC2相關。

04 討論
不同組成的墨水被調整以創造具有良好流動性和形狀穩定性的可打印墨水。墨水的水分含量隨著纖維和淀粉含量的增加而增加。纖維可能在穩定立方體形狀方面發揮了作用。所有墨水主要表現為類似固體的行為，儲能模量（G0值）在大約2-30 kPa范圍內。淀粉豐富的樣本表現出比其他墨水更高的屈服應力。通過壓縮測試分析了冷凍干燥樣本的質地，掃描電子顯微鏡圖像顯示其微觀結構由30-70微米的腔體組成。

05結論
研究表明，從蠶豆中提取的蛋白質、淀粉和纖維豐富的組分可以成功地組合，創造出用于3D打印的營養可打印墨水。墨水的組成對冷凍干燥后3D打印物體的質地特性有顯著影響，而填充圖案（蜂窩/網格）對質地無明顯影響。增加的微觀結構異質性似乎與壓縮時降低的峰值力相關。未來的研究可以評估其他后處理步驟（如烘焙或油炸）對形狀穩定性的影響，此外，感官和消費者測試也將是產品優化的關鍵。

這項基于蠶豆分餾物的3D打印食品研究在多個方面展示了巨大的潛力和優勢，為食品行業和個性化營養提供了新的方向
 

未來，3D打印食品有望商業化，技術進步將使其更精細、多樣化，可能進入大眾市場，開發新型功能性食品。

文章中文標題：蠶豆分餾物用于3D打印富含蛋白質、淀粉和纖維的食品
文章英文標題：Faba Bean Fractions for 3D Printing of Protein-, Starch- and Fibre-Rich Foods
文章英文鏈接：https://www.mdpi.com/2227-9717/10/3/466