《Food Chemistry》：Effect of pandan leaf (
Pandanus amaryllifolius Roxb.) powder on the rheological, gel and structural properties on corn starch hydrogel for 3D printing
编辑推荐：
•添加香兰叶粉（PLP）增加了玉米淀粉 -PLP 凝胶的分子间氢键含量。•添加 PLP 促进了从自由水向结合水的转变。•添加 PLP 使三维网络结构更加有序和紧凑。•CS-PLP 复合凝胶具有更好的 3D 打印结构和打印精度。引言3D 打印，也称为增材制造，是一项先进技术，它
- •
添加香兰叶粉（PLP）增加了玉米淀粉 -PLP 凝胶的分子间氢键含量。
- •
添加 PLP 促进了从自由水向结合水的转变。
- •
添加 PLP 使三维网络结构更加有序和紧凑。
- •
CS-PLP 复合凝胶具有更好的 3D 打印结构和打印精度。
引言
3D 打印，也称为增材制造，是一项先进技术，它使用预先设计的 3D 数字模型，通过逐层沉积材料来构建三维物体 (Kewuyemi et al., 2022)。3D 打印技术在食品加工中的应用越来越受欢迎，为消费者提供了更多个性化功能性食品产品的选择。食品材料的组成和特性是决定打印产品质量的关键因素。调整食品成分或添加添加剂可以帮助改善 3D 打印食品的成型性能 (Rong et al., 2023)。因此，研究人员通常引入多糖 (Fu et al., 2023) 或蛋白质 (Cen et al., 2022; Ji, Rong, Yu, et al., 2022) 等成分来改性材料 (Li et al., 2024; Zhang et al., 2024)，从而在 3D 打印过程中实现动态稳定性。然而，目前适合食品的材料范围有限，限制了 3D 打印技术在食品工业中的广泛应用和发展。寻找适合食品 3D 打印的新材料是推动这一新兴技术发展的关键研究领域 (Wang et al., 2024)。
玉米淀粉是一种丰富且低成本的天然多糖，是人类饮食中的主要能量来源。其固有的亲水性使其能与水分子产生强烈的分子间相互作用，从而形成凝胶网络 (Ma et al., 2023)。由于其出色的粘弹性特性和剪切变稀行为，淀粉凝胶作为打印墨水显示出巨大的潜力 (Ji et al., 2023)。然而，纯淀粉凝胶较差的热稳定性和机械性能通常限制了其作为食用墨水的使用。打印产品缺乏足够的自支撑强度，成型时容易坍塌。此外，它在热条件下容易软化变形 (Liu et al., 2025)。淀粉基打印产品在储存过程中容易脱水、开裂和硬化，这会对食品产品的质地和口感产生不利影响 (Shi et al., 2023)。化学改性已被广泛用于进一步扩展淀粉在食品系统中的使用，其中包括酸水解、氧化、酯化和交联 (Rostamabadi et al., 2022)。然而，化学改性可能会导致食品安全隐患，因为产品中存在化学残留物容易存在，且不符合当前食品行业对清洁标签的追求 (Xu et al., 2025)。
香兰叶粉是一种源自热带香兰植物 (Pandanus amaryllifolius) 叶片的天然绿色粉末，它具有独特的香气，被誉为“东方香草”。它含有各种生物活性成分，如酚类化合物、维生素、植物醇和角鲨烯 (Oo et al., 2025)。这些化合物有助于加速细胞更新、增强代谢和提高免疫力。目前，PLP 通常用作淀粉类食品中的天然添加剂，如“香兰蛋糕”，其中 PLP 显著增强了淀粉类食品的颜色、质地和风味。虽然其应用已确立，但关于其与淀粉凝胶潜在分子相互作用机制的研究仍然有限。大量研究表明，食品成分中的大分子通过氢键、静电力和疏水相互作用等各种非共价相互作用，增强了凝胶基食品的微观结构、流变特性和凝胶特性 (Duan et al., 2025)。
目前，大多数研究侧重于使用多糖和多酚等纯物质改性淀粉凝胶的特性。然而，天然植物粉末（含有膳食纤维、多酚和色素的复杂混合物）作为低成本、多功能改性剂仍未得到充分探索。在本研究中，使用低成本的天然香兰叶粉来调节玉米淀粉凝胶的凝胶化和 3D 打印特性。评估了两种组分之间的分子间相互作用，并探索了复合凝胶在吞咽困难老人食品中的适用性。我们推测 PLP 可以通过非共价相互作用影响 CS 的网络结构，从而调节其糊化特性、凝胶特性和 3D 打印特性。这项工作为理解香兰叶粉 - 淀粉基食品的形成机制提供了理论依据，并为新型易吞咽产品的开发提供了新视角。
章节片段
材料
玉米淀粉（CS）购自上海源叶生物科技有限公司，（上海，中国）。香兰叶粉（PLP）由海南利宝公司提供，其中含有约 60.30% 碳水化合物、12.73% 蛋白质、5.28% 脂肪、6.38% 粗纤维和 1.45% 灰分 (Li et al., 2026)。异硫氰酸荧光素（FITC）和罗丹明 B 购自北京索莱宝科技有限公司（北京，中国）。钙荧光白染色剂购自 Sigma-Aldrich 贸易有限公司。
糊化特性
淀粉的糊化、膨胀和凝胶形成特性可从糊化特性曲线中反映出来。CS-PLP 复合凝胶的峰值粘度（PV）与 PLP 的浓度呈正相关（图 1A），从 6911.00 增加到 8773.67 cP（表 1）。这种现象可能归因于淀粉颗粒吸水膨胀并从 PLP 溶液中发生相分离。这导致有效水含量的
结论
本研究调查了不同 PLP 浓度对 CS-PLP 复合凝胶特性的影响。由于 PLP 的增稠特性，PV 得到了改善，并且在低浓度下它可以抑制玉米淀粉的短期回生过程。流变分析表明，复合凝胶表现出典型弱凝胶的特性。随着 PLP 浓度的升高，储能模量 (G′) 和损耗模量 (G″) 均增加，表明凝胶的机械
CRediT 作者贡献声明
Yalei Lan: 写作 - 初稿，可视化，数据整理，概念化。Jieqiong Lin: 写作 - 审阅和编辑，软件。Yuhan Jiang: 写作 - 审阅和编辑。Chenyu Zhang: 写作 - 审阅和编辑。Chunling Que: 写作 - 审阅和编辑，数据整理。Xianxiang Chen: 写作 - 审阅和编辑，正式分析。Chuan Li: 写作 - 审阅和编辑。Kexue Zhu: 写作 - 审阅和编辑。Jun Yang: 写作 - 审阅和编辑，监督，资源，概念化。
竞争利益声明
作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能会影响本报告中所述的工作。
致谢
本研究由 国家自然科学基金区域创新与发展联合基金（U25A20734）支持。
Yalei Lan|Jieqiong Lin|Yuhan Jiang|Chenyu Zhang|Chunling Que|Xianxiang Chen|Chuan Li|Kexue Zhu|Jun Yang
