基于慈姑副产物开发3D打印食品：亲水胶体对打印适性及后处理性能的影响机制

（编辑推荐）本研究创新性地利用慈姑加工副产物(ADBs)开发3D打印食品凝胶墨水，系统探究黄原胶(XG)、结冷胶(GG)、瓜尔胶(GUG)和胡芦巴胶(FG)四种亲水胶体对墨水微观结构、流变特性及打印精度的影响，发现黄原胶修饰的墨水具有最优打印性能（精度达96.02%），烘焙后处理可赋予产品理想色泽与风味，为农业副产物高值化利用提供新策略。

　　

Highlight

本研究首次将慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)加工副产物(ADBs)转化为3D打印食品墨水，通过引入黄原胶(XG)、结冷胶(GG)、瓜尔胶(GUG)和胡芦巴胶(FG)四种亲水胶体，构建了具有不同网络结构的凝胶体系。研究发现，胶体类型通过离子交联和氢键作用显著改变墨水微观形貌，其中XG修饰的墨水(AXG)因兼具适宜凝胶强度和流动度，打印精度高达96.02%，而GG形成的刚性网络(AGG)则不利于挤出。后处理实验表明，烘焙能赋予产品诱人色泽(L^*值提升15.3%)、理想硬度和芳香物质，为农业废弃物在定制化食品领域的应用开辟新途径。

Proximate profile of ADBs

表1显示ADBs富含淀粉(62.26%)，同时含有5.66%粗纤维、4.16%蛋白质和1.77%灰分，这种天然成分为3D打印提供了自支撑基材，无需复杂复配即可直接成型。

FT-IR analysis

红外光谱(图2A)显示3385 cm^-1处的特征峰证实胶体与ADBs间存在氢键相互作用，而AXG在1600 cm^-1处羧基振动峰位移表明XG与淀粉分子发生静电络合。

Conclusion

研究证实慈姑副产物可作为环保型食品墨水基质，黄原胶的添加能精准调控墨水粘弹性边界，使产品兼具高成型精度(ΔE<5)和烘焙适性。该成果为循环农业与食品增材制造技术的融合提供了理论依据和实践模板。