一种基于微胶囊填充水凝胶3D打印制备块状脂肪的方法

一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法
技术领域
1.本发明属于食品油脂加工技术领域，具体涉及到一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法。


背景技术：

2.动物脂肪含有人体必需的脂肪酸，是肉制品重要的组成成分，是产生肉香味类的独特前体物质。动物脂肪具有可塑性，通常以固态背膘的形式存在，有助于肉制品的成形及良好质地的形成，在肉制品加工过程中对提高产品的嫩度和多汁性以及提供良好风味等方面都发挥着重要作用。从表观形态上来看，脂肪组织呈现为不太规则的层状结构；从微观结构来看，脂肪组织是由大量群集的脂肪细胞构成的，聚集成团的脂肪细胞再由薄层疏松结缔组织形成的网状结构分隔成小叶。脂肪组织主要可分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织两大类，其中白色脂肪组织是由大量的单泡脂肪细胞组成，具有存储脂肪，维持体温，调节脂肪代谢，支持保护等作用。在一个典型的白色脂肪细胞内，90％的细胞体积被脂滴占据，把细胞质挤到细胞的边缘，形成一个“圆环”样细胞质和一个“半月”形的细胞核。细胞中心的脂滴有95％的成分都是三酰甘油(其上结合的脂肪酸主要是以棕榈酸(c16：0)、硬脂酸(c18：0)为主的饱和脂肪酸，也包含一些游离脂肪酸、磷脂、胆固醇和维生素等其他微量组分。
3.出于对高饱和脂肪酸、高胆固醇食品的健康性和安全性的考虑，动物脂肪替代物的研究越来越多，也取得了不少的成果。目前，研究者们通常以富含不饱和脂肪酸和维生素e等天然活性物质的植物油为基料制备脂肪替代物，逐渐出现了乳化油、油凝胶、乳液凝胶等多种脂肪替代形式，以模拟出与动物脂肪相似的特性。cn 112042930a以经过高压辅助酶法处理的淀粉为原料，与乳液均匀混合后经过微波加热处理，制备了一种淀粉基乳液填充凝胶脂肪模拟物，增加了脂肪的柔软度和稳定性，呈白色凝胶状，缺乏与脂肪组织相似的外观；cn 113966769a将植物蛋白体系和油脂微胶囊混合，辅以tg酶交联，制备了一种蛋白基肥肉组织，虽然解决了大多油脂模拟品普遍存在经过烹饪后易发生“漏油”的问题，但是其表面有较多孔洞结构，感官品质不佳。这些脂肪替代物虽然很大程度上改善了脂肪替代物的脂肪酸谱和物理性质，但其缺乏类似脂肪组织的形态结构以及油水混合的口感，无法满足消费者对人造脂肪的可接受度。
4.3d打印是一种快速成型技术，是将三维立体模型按一定厚度拆分为多个平面，通过分层制造、逐层叠加，随着高度增加逐渐堆积，最终形成所需立体结构。作为一种新兴仿生技术，3d打印技术在医学组织工程领域得到了很好的发展，通过3d打印出的血管、肝脏、心脏等组织模型均为人类医疗事业做出了巨大贡献。例如cn 109957540 a提供了一种人造脂肪组织，其包括生物相容性支架、脂肪组织以及混合培养液，通过3d生物打印技术，将生物相容性支架与脂肪组织制成具有生物活性的人造脂肪组织，可作为脂肪相关内分泌代谢疾病的病理生理机制研究及治疗工具。因3d打印技术具有个性化、方便灵敏、造型多样等特点，已成功应用于食品领域。如cn 112314767 a提供了一种糖凝胶3d打印软材料以其制备
方法，该方法制备的凝胶软糖具有不易脱水，反砂，造型多样等优点；cn 110150396 a提供了一种3d打印人造肉及其原料加工方法，实现人造肉的营养性能的最大化。但其在脂肪替代物的研究中还鲜有应用，相较于传统的脂肪制备方法，3d打印数字化的生产方式使得其能打印出更为复杂和精细的结构，且仅需合适的材料、打印工艺与模型数据，具有开发周期短、生产精度大、生产效率高等有点，可以满足人们对健康食品的多样化需求。其中熔融沉积式(fdm)是将材料融化成熔融态，通过喷头挤出，通过层层堆叠最后在空间上排列形成立体实物，是一种优异的食品软性材料打印方法。因此，利用3d打印技术可以在一定程度上模拟块状脂肪的形态结构，并能得到与天然脂肪相似的质地和口感。


技术实现要素：

5.本发明针对现有脂肪替代物存在的脂肪组织结构仿真度低、脂肪油水混合感不足等问题，提供一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法。
6.本发明的技术方案：
7.本发明的目的之一是提供一种3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，该方法包括以下步骤：
8.(1)油脂微胶囊的制备：
9.首先，使用无水乙醇溶解混合植物油和肉味香精，30℃加热搅拌10min，得到b液，备用，；
10.然后，将β-环糊精溶解在超纯水中，得到饱和的环糊精混合溶液，置于70℃水浴中加热10min，加入食品级乳化剂，搅拌均匀，得到a液；
11.最后，将b液滴加到a液中，在60-80℃条件搅拌30-60min，室温静置24h，抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊；
12.(2)3d打印块状脂肪：
13.首先，使用超纯水溶解魔芋粉、海藻酸钠和六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，以高速均质机以1500-3000r/min的速度均质3-5min，加入油脂微胶囊，以200-500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；
14.然后，将3d打印原液以10-30mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加，得到类似脂肪组织的形状，同时喷洒氯化钙溶液固化成型，得到块状脂肪模拟物。
15.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：(1)中混合植物油由质量占比分别为10-20％、20-40％和30-50％的棕榈油、乳木果油和大豆油混合而成。
16.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：(1)中食品级乳化剂由质量占比分别为10-20％、30-50％和20-40％的单油酸甘油酯、大豆卵磷脂和蔗糖脂肪酸酯混合而成。
17.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：(1)中b液与a液的混合比例为1∶(8-10)。
18.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：b液中β-环糊精和食品级乳化剂相对于超纯水的添加量分别为80-120g/ml和10-30mg/ml。
19.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：a液中混合植
物油和肉味香精相对于无水乙醇的添加量分别为100-150mg/ml和10-20mg/ml。
20.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：d打印原液中魔芋粉、海藻酸钠和油脂微胶囊相对于超纯水的添加量分别为10-30mg/ml、20-50mg/ml和100-300mg/ml。
21.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：(2)中魔芋粉和海藻酸钠质量比为1∶(3-5)，魔芋粉和海藻酸钠的总质量与超纯水的质量比为(5-10)∶100。
22.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：氯化钙溶液的浓度为60mg/ml。
23.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：3d打印喷头喷涂直径为0.2-0.6mm，打印过程中直线型填充密度范围为50-80％，线条堆积夹角范围为45-90
°
。
24.作为本发明3d打印制备块状脂肪模拟物方法的一种优选方案，其中：3d打印的模型结构为20mm
×
20mm
×
15mm的立方体结构。
25.本发明的目的之二是提供一种上述制备方法制备得到的基于微胶囊填充水凝胶的成块脂肪模拟物。
26.本发明的目的之三是提供一种上述基于微胶囊填充水凝胶的成块脂肪模拟物在食品领域的应用。
27.与现有技术相比，本发明有益效果如下：
28.本发明以β-环糊精为壁材，混合植物油为芯材，通过分子包埋法制成微胶囊纳米颗粒，填充于海藻酸钠-魔芋胶复合水凝胶网络结构中，再利用3d打印技术进行逐层堆积，辅以钙离子固化，从而获得具有粘弹质地和层状结构的块状脂肪模拟物。本发明制备的块状脂肪具有与天然动物脂肪相似的脂肪组织结构和柔滑细嫩购得质地，也具有良好的保水、保油性能，食用时经口腔加工可以产生独特的油水混合口感，可以满足人们对脂肪营养价值和感官特性等方面的多样化需求，提升人造脂肪的可接受度。此外，本发明还具有以下优点：
29.(1)本发明制备得到的成块脂肪模拟物在物理性质方面，由于1)本发明将油脂微胶囊与魔芋复配胶结合，形成交联填充体系，使得脂肪替代物具有类似脂肪组织的结构，同时，利用3d打印技术堆叠成型，赋予脂肪替代物更加贴近动物脂肪的外观、质地和口感；
30.(2)本发明制备得到的成块脂肪模拟物在化学性质方面，本发明以混合植物油为原料，既改善了脂肪替代物的脂肪酸谱，又丰富了脂肪替代物的生理活性；魔芋粉和海藻酸钠也让是功能性食品成分，具有降血脂、降血压、预防心血管疾病等生理功效，丰富了脂肪替代物的营养功能。
31.(3)本发明利用微胶囊化技术把液态的植物油包裹制备成微胶囊，不但可以使油脂的功能特性和风味保存更加完整，还可以有效地模拟单泡脂肪细胞的球状结构，显著增加脂肪替代物体系的脂滴含量。同时利用β-环糊精分子具有的外亲水、内疏水的中空圆筒立体环状结构，其空腔内由于受到c-h键的屏蔽作用形成了严密的疏水区，具有独特的分子囊结构，因此利用其对液态植物油进行包结固化，不仅可以提高其抗氧化性能，当其放入口中时，包在分子囊中的复合成份还能一一释放出来，从而提升脂肪模拟物的油质感。以此制
备的微胶囊不仅可以有效提高脂类物质的加工便利性和物理稳定性，还具有较软的弹性质地和较强的聚集性，将其添加到脂肪替代物中，可以显著增强脂肪质地和口感的仿真性。此外，魔芋胶(kgm)是一种天然的高分子多糖，其独特的结构赋予其良好的凝胶性、成膜性、抗菌性等。但是由于其具有力学性能差、吸水性强等缺点，由kgm制成的单一材料的凝胶弹性小、易碎、易塌陷，机械强度和稳定性较低，无法达到脂肪组织的柔韧性，限制了其作为组织工程材料的应用，本发明通过加入具有先天的生物相容性、低细胞毒性、高含水量以及快速凝胶化能力的海藻酸盐，利用其与魔芋胶相互交缠，形成的凝胶双网络结构，来改变魔芋凝胶成胶性质，形成具有弹性、强度适中的热稳定性凝胶。同时本发明利用魔芋凝胶与纳米颗粒之间存在的交联与填充作用，将油脂微胶囊颗粒填充在凝胶结构的孔隙间，进一步改变凝胶内部结构，继而提高凝胶强度，一方面可以增强凝胶强度和体系保水、持油能力，另一方面可以模拟脂肪细胞被疏松结缔组织分隔的结构形式。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
33.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
34.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
35.实施例中所采用的原料如无特别说明均为商业购买，无特别说明纯度均为化学纯或分析。
36.下述实施例中使用的原料：棕榈油、乳木果油、大豆油、单油酸甘油酯、大豆卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯、β-环糊精、魔芋胶、海藻酸钠等均自市场购得。
37.下述实施例中所使用的试剂：无水乙醇、无水氯化钙等均购自国药集团工业股份有限公司。
38.下述实施例中所使用的食品级乳化剂为单油酸甘油酯、大豆卵磷脂和蔗糖脂肪酸酯的混合物，其混合比例为2∶5∶3。
39.下述实施例中所使用的混合植物油的混合比例为混合植物油为棕榈油分提物、乳木果油分提物和大豆油的复配混合物，其混合比例为1∶2∶2。
40.下述实施例中使用的测试方法具体操作过程如下：
41.1)含油率和包合率：称取0.1g油脂微胶囊，加入装有10ml无水乙醇的离心管中，混匀静置，离心取上清，用无水乙醇定容至100ml，用紫外分光光度计在275nm处测定其吸光度，取3次平均值，带入标准曲线得到被包合的油脂质量，根据下式计算含油量和包合率：含油率＝包合物中油脂含量/包合物总质量
×
100％；包合率＝包含物中油脂含量/油脂总添加量
×
100％。
42.2)纳米粒度分析：将油脂微胶囊用蒸馏水分散后装入比色皿中，采用纳米粒度和zeta电位分析仪测定脂质体的平均粒径大小，每个样品测3次取平均值。
43.3)质构性质检测：利用ta-xt plus质构仪进行tpa分析，每个样品测定5次取平均值；测试条件：室温25℃，p/50型探针，测试前速度2mm/sec，测试速度1mm/sec，测试后速度2mm/sec，下压力5g，下压距离10mm。具体的测试参数为硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性和回复性。其中，硬度(hardness)为是第一次压缩时的最大力量值，单位为g；弹性(springiness)为样品经过第一次压缩以后能够再恢复的程度，用第二次压缩中所检测到的样品恢复高度和第一次的压缩变形量的比值来表示；黏聚性(cohesiveness)为测试样品内部的粘合力，用两次压缩所做正功之比来表示；咀嚼性(chewiness)为固体样品咀嚼时或吞咽时的稳定状态所需的能量，用硬度、弹性和黏聚性的乘积来表示；回复性(resilience)为样品在第一次压缩过程中回弹的能力，用第一次压缩循环过程中返回样品所释放的弹性能与压缩时探头的耗能比表示。
44.实施例1
45.一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法，其制备过程如下：
46.(1)微胶囊包埋植物油：
47.a液：将10gβ-环糊精溶解在100g超纯水中，制成饱和的环糊精混合溶液；70℃水浴加热10min并加入1g食品级乳化剂，以500r/min的速度搅拌均匀；
48.b液：用100g无水乙醇溶解10g混合植物油和1g肉味香精，30℃加热搅拌10min备用；
49.将b液逐滴加入a液中，65℃加热搅拌40min进行包埋，室温条件下静置24h，最后真空泵抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊；
50.(2)3d打印块状脂肪：
51.胶体复配：用100g超纯水溶解2g魔芋粉、3g海藻酸钠和1g六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，用高速均质机以2000r/min的速度均质3min，形成复合凝胶体系；加入20g油脂微胶囊，以500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；
52.打印成型：以20mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加(喷嘴直径为0.2mm、线条堆积夹角为90
°
、填充密度80％)，同时喷洒浓度为60mg/ml的氯化钙溶液固化成型，得到类似脂肪组织的形状，经氯化钙溶液后处理30min，即得块状脂肪模拟物。
53.实施例2
54.一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法，其制备过程如下：
55.(1)微胶囊包埋植物油：
56.a液：将12gβ-环糊精溶解在100g超纯水中，制成饱和的环糊精混合溶液；70℃水浴加热10min并加入2g食品级乳化剂，以500r/min的速度搅拌均匀；
57.b液：用100g无水乙醇溶解12g混合植物油和1g肉味香精，30℃加热搅拌10min备用；
58.将b液逐滴加入a液中，65℃加热搅拌40min进行包埋，室温条件下静置24h，最后真空泵抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊。
59.(2)3d打印块状脂肪：
60.胶体复配：用100g超纯水溶解2g魔芋粉、3g海藻酸钠和1g六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，用高速均质机以2000r/min的速度均质3min，形成复合凝胶体系；加入20g油脂微胶囊，以500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；
61.打印成型：以20mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加(喷嘴直径为0.2mm、线条堆积夹角为90
°
、填充密度80％)，同时喷洒浓度为60mg/ml的氯化钙溶液固化成型，得到类似脂肪组织的形状，经氯化钙溶液后处理30min，即得块状脂肪模拟物。
62.实施例3
63.一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法，其制备过程如下：
64.(1)微胶囊包埋植物油：
65.a液：将10gβ-环糊精溶解在100g超纯水中，制成饱和的环糊精混合溶液；70℃水浴加热10min并加入2g食品级乳化剂，以500r/min的速度搅拌均匀；
66.b液：用100g无水乙醇溶解15g混合植物油和1g肉味香精，30℃加热搅拌10min备用；
67.将b液逐滴加入a液中，65℃加热搅拌40min进行包埋，室温条件下静置24h，最后真空泵抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊。
68.(2)3d打印块状脂肪：
69.胶体复配：用100g超纯水溶解3g魔芋粉、5g海藻酸钠和1g六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，用高速均质机以2000r/min的速度均质3min，形成复合凝胶体系；加入25g油脂微胶囊，以500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；
70.打印成型：以20mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加(喷嘴直径为0.2mm、线条堆积夹角为90
°
、填充密度80％)，同时喷洒浓度为60mg/ml的氯化钙溶液固化成型，得到类似脂肪组织的形状，经氯化钙溶液后处理30min，即得块状脂肪模拟物。
71.实施例4
72.一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法，其制备过程如下：
73.(1)微胶囊包埋植物油：
74.a液：将12gβ-环糊精溶解在100g超纯水中，制成饱和的环糊精混合溶液；70℃水浴加热10min并加入2g食品级乳化剂，以500r/min的速度搅拌均匀；
75.b液：用100g无水乙醇溶解15g混合植物油和1g肉味香精，30℃加热搅拌10min备用；
76.将b液逐滴加入a液中，65℃加热搅拌40min进行包埋，室温条件下静置24h，最后真空泵抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊。
77.(2)3d打印块状脂肪：
78.胶体复配：用100g超纯水溶解3g魔芋粉、5g海藻酸钠和1g六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，用高速均质机以2000r/min的速度均质3min，形成复合凝胶体系；加入25g油脂微胶囊，以500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；
79.打印成型：以20mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加(喷嘴直径为0.2mm、线条堆积夹角为90
°
、填充密度80％)，同时喷洒浓度为60mg/ml的氯化钙溶液固化成型，得到类似脂肪组织的形状，经氯化钙溶液后处理30min，即得块状脂肪模拟物。
80.实施例5
81.一种基于微胶囊填充水凝胶3d打印制备块状脂肪的方法，其制备过程如下：
82.(1)微胶囊包埋植物油：
83.a液：将10gβ-环糊精溶解在100g超纯水中，制成饱和的环糊精混合溶液；70℃水浴
加热10min并加入3g食品级乳化剂，以500r/min的速度搅拌均匀；
84.b液：用100g无水乙醇溶解15g混合植物油和1g肉味香精，30℃加热搅拌10min备用；
85.将b液逐滴加入a液中，65℃加热搅拌40min进行包埋，室温条件下静置24h，最后真空泵抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊。
86.(2)3d打印块状脂肪：
87.胶体复配：用100g超纯水溶解3g魔芋粉、5g海藻酸钠和1g六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，用高速均质机以2000r/min的速度均质3min，形成复合凝胶体系；加入25g油脂微胶囊，以500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；
88.打印成型：以20mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加(喷嘴直径为0.2mm、线条堆积夹角为90
°
、填充密度80％)，同时喷洒浓度为60mg/ml氯化钙溶液固化成型，得到类似脂肪组织的形状，经氯化钙溶液后处理30min，即得块状脂肪模拟物。
89.对实施例1-5制备的油脂微胶囊和块状脂肪的理化性质、操作性能等指标进行检测对比，结果如表1和表2所示：
90.表1实施例1-5制备的油脂微胶囊性质指标
91.指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5含油量(％)77.2379.0578.4177.1978.94包合率(％)82.0184.9781.6683.2582.50平均粒径(nm)175.31188.68184.23178.92185.06
92.根据表1的检测结果可知，实施例1-5制备的油脂微胶囊的含油量和包合率均比较高，维持在80％左右，微胶囊颗粒也比较细小均匀，其平均粒径小于200nm，可以有效保持脂溶性物质，防止其氧化而产生不良风味或者挥发而消散，将其添加到脂肪替代物中，可以提高脂肪体系的含油量，有效模拟脂肪单泡细胞结构。
93.表2动物脂肪和实施例1-5制备的块状脂肪物性指标对比
94.指标猪肥膘实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5硬度(n)25.98122.79421.65522.94622.71823.041弹性0.9540.8670.9140.9280.8930.906黏聚性0.7640.6820.6970.7050.6940.718咀嚼性18.21116.98415.90316.73118.03217.358回复性0.5440.3720.3940.4530.3800.449保油性(％)93.6794.0493.5593.6094.1394.35保水性(％)95.8495.2294.1794.9295.0694.83高温稳定性(％)82.9084.6789.3085.3787.2185.45
95.根据表2的检测结果可知，与猪肥膘相比，实施例1-5制备的块状脂肪的硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性和回复性虽然都略低于动物脂肪，但均保持在比较相似的范围，通过模拟脂肪组织的结构形态，有效提升了脂肪的咀嚼性和回复性；通过微胶囊包埋油脂，有效增强了脂肪的保油性能；就高温稳定性而言，魔芋粉和海藻酸钠复配胶的加入使得块状得到了很好的热稳定胶凝特性，能在加热过程中维持一定的形态，且具有良好的保水性，可以丰富脂肪的油水混合口感。
96.对实施例1-5制备的块状脂肪进行热加工及感官评价：
97.称取相同质量的块状脂肪样品放于烧杯中，置于电磁炉上蒸煮30min后，取出作感官评价。为确保评测的客观性和独立性，共设置8个互相独立的小组，每组2人，对样品热加工前后的外观、色泽、气味、滋味、组织形态和整体可接受度等指标进行感官评分，每个指标满分10分，每一组评分人员对每个样品进行三次评分，结果取平均值，结果如表3。
98.表3实施例1-5制备的块状脂肪的感官评分结果
[0099][0100][0101]
很据表3的评分结果，本发明制备的块状脂肪不论在加工前还是加工后都具有比较好的感官接受度。没有经过热加工的块状脂肪具有与动物脂肪相似的质地和口感，而经过热加工后的脂肪，虽然有一定损失，导致形态上发生了变化，但具有更加饱满的油水混合口感，从而提高了人造脂肪的仿真度和可接受度。
[0102]
实施例6
[0103]
本实施例与实施例1不同处为：b液中混合植物油的用量为8g，其余操作过程和参数设定与实施例1相同，制备得到油脂微胶囊。
[0104]
实施例7
[0105]
本实施例与实施例2不同处为：a液中β-环糊精用量为15g，其余操作过程和参数设定与实施例2相同，制备得到油脂微胶囊。
[0106]
实施例8
[0107]
本实施例与实施例5不同处为：a液中食品级乳化剂的用量为5g，其余操作过程和参数设定与实施例2相同，制备得到油脂微胶囊。
[0108]
对实施例6-8制备的油脂微胶囊理化性质进行检测对比，结果如表4：
[0109]
表4实施例6-8制备的油脂微胶囊的性质指标
[0110]
实施例含油量(％)包合率(％)平均粒径(nm)670.1478.60187.58777.9380.62185.01875.6781.55184.83
[0111]
根据表4的检测结果可知，实施例6-8制备的油脂微胶囊的含油量均低于80％且有明显的差异，而包合率则基本维持在80％左右，微胶囊平均粒径小于200nm，颗粒较为细小均匀，因此在制备油脂微胶囊的过程中，需要合理控制囊材、芯材的比例以达到最优的油脂包埋结果。
[0112]
实施例9
[0113]
本实施例与实施例2不同处为：(2)中魔芋粉的用量为3g，其余操作过程和参数设定与实施例2相同，制备得到块状脂肪。
[0114]
实施例10
[0115]
本实施例与实施例2不同处为：(2)中海藻酸钠的用量为4g，其余操作过程和参数设定与实施例2相同，制备得到块状脂肪。
[0116]
实施例11
[0117]
本实施例与实施例4不同处为：(2)中油脂微胶囊的用量为30g，其余操作过程和参数设定与实施例2相同，制备得到块状脂肪。
[0118]
对实施例9-11制备的块状脂肪的理化性质进行检测对比，结果如表5：
[0119]
表5实施例9-11制备的块状脂肪性质指标
[0120]
实施例硬度(g)弹性(mm)黏聚性(mm)咀嚼性(n
·
mm)回复性(n)919.8010.8540.60212.5810.2451023.6700.7180.53711.8490.2171120.1670.7240.59112.7000.298
[0121]
根据表5的检测结果，实施例9-11制备的块状脂肪的硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性和回复性都因材料比例的改变而发生了或多或少的变化，整体性质不及实施例1-5制备的块状脂肪。魔芋粉和海藻酸钠的比例会对脂肪的质地产生较大影响，过多会导致块状脂肪韧性变差，降低其粘弹性、恢复性，导致脂肪易发生破碎、断裂等现象。
[0122]
对照例1
[0123]
将实施例1中环糊精的添加量调整为5g，其他条件与实施例1一致，制备得到块状脂肪。
[0124]
经过测试，微胶囊包埋成功率低。
[0125]
对照例2
[0126]
省略实施例1中的食品级乳化剂，其他条件与实施例1一致，制备得到块状脂肪。
[0127]
经过测试，微胶囊包埋率不高，显著低于上述实施例。
[0128]
对照例3
[0129]
将实施例1中混合植物油的添加量调整为25g，其他条件与实施例1一致，制备得到块状脂肪。
[0130]
经过测试，未包埋油脂量较多，且无法改善微胶囊包埋率。
[0131]
对照例4
[0132]
将实施例1中魔芋粉的添加量调整为5g，其他条件与实施例1一致，制备得到块状脂肪。
[0133]
经过测试，脂肪易碎或不成型。
[0134]
对照例5
[0135]
将实施例1中的海藻酸钠的添加量改为8g，其他条件与实施例1一致，制备得到块状脂肪。
[0136]
经过测试，脂肪硬度太高。
[0137]
对照例6
[0138]
省略实施例1中的六偏磷酸钠，其他条件与实施例1一致，制备得到块状脂肪。
[0139]
经过测试，脂肪质地柔软，机械强度低。
[0140]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，包括：(1)油脂微胶囊的制备：首先，使用无水乙醇溶解混合植物油和肉味香精，30℃加热搅拌10min，得到b液，备用，；然后，将β-环糊精溶解在超纯水中，得到饱和的环糊精混合溶液，置于70℃水浴中加热10min，加入食品级乳化剂，搅拌均匀，得到a液；最后，将b液滴加到a液中，在60-80℃条件搅拌30-60min，室温静置24h，抽滤得固形包含物，即为油脂微胶囊；(2)3d打印块状脂肪：首先，使用超纯水溶解魔芋粉、海藻酸钠和六偏磷酸钠，80℃加热搅拌20min，以高速均质机以1500-3000r/min的速度均质3-5min，加入油脂微胶囊，以200-500r/min的速度搅拌混合制备成3d打印原液；然后，将3d打印原液以10-30mm/s的速度经3d打印喷头挤出层状叠加，得到类似脂肪组织的形状，同时喷洒氯化钙溶液固化成型，得到块状脂肪模拟物。2.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，(1)中混合植物油由质量占比分别为10-20％、20-40％和30-50％的棕榈油、乳木果油和大豆油混合而成。3.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，(1)中食品级乳化剂由质量占比分别为10-20％、30-50％和20-40％的单油酸甘油酯、大豆卵磷脂和蔗糖脂肪酸酯混合而成。4.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，(1)中b液与a液的混合比例为1∶(8-10)。5.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，b液中β-环糊精和食品级乳化剂相对于超纯水的添加量分别为80-120g/ml和10-30mg/ml。6.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，a液中混合植物油和肉味香精相对于无水乙醇的添加量分别为100-150mg/ml和10-20mg/ml。7.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，3d打印原液中魔芋粉、海藻酸钠和油脂微胶囊相对于超纯水的添加量分别为10-30mg/ml、20-50mg/ml和100-300mg/ml。8.根据权利要求7所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，(2)中魔芋粉和海藻酸钠质量比为1∶(3-5)，魔芋粉和海藻酸钠的总质量与超纯水的质量比为(5-10)∶100。9.根据权利要求1所述的3d打印制备块状脂肪模拟物的方法，其特征在于，3d打印喷头喷涂直径为0.2-0.6mm，打印过程中直线型填充密度范围为50-80％，线条堆积夹角范围为45-90
°
。10.一种权利要求1～9任一项所述的方法制备得到的块状脂肪模拟物。

技术总结
本发明公开了一种基于微胶囊填充水凝胶3D打印制备块状脂肪的方法，属于食品油脂加工技术领域。本发明以β-环糊精为壁材，混合植物油为芯材，通过分子包埋法制成微胶囊纳米颗粒，填充于海藻酸钠-魔芋胶复合水凝胶网络结构中，再利用3D打印技术进行逐层堆积，辅以钙离子固化，从而获得具有粘弹质地和层状结构的块状脂肪模拟物。本发明制备的块状脂肪具有与天然动物脂肪相似的脂肪组织结构和柔滑细嫩购得质地，也具有良好的保水、保油性能，食用时经口腔加工可以产生独特的油水混合口感，可以满足人们对脂肪营养价值和感官特性等方面的多样化需求，提升人造脂肪的可接受度。提升人造脂肪的可接受度。


技术研发人员：夏小乐 潘梦玉 吴剑荣 高玲 蔡永超
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/18