基于鹰嘴豆蛋白的吞咽障碍食品的3D打印:打印参数对视觉吸引力、保真度、质构、流变学和消费者感知的影响

《Food Bioscience》:3D Printing of Chickpea Protein–Based Dysphagia Foods: Effects of Print Parameters on Visual Appeal, Fidelity, Texture, Rheology, and Consumer Perception

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月10日 来源:Food Bioscience 6.2

编辑推荐:

  三维食品打印(Three-Dimensional Food Printing, 3DFP)为改善吞咽障碍患者的质构改良食品的视觉吸引力提供了一种新颖方法。本研究首次评估了鹰嘴豆蛋白-黄原胶食品墨水的打印参数,优化了打印时间、质构和视觉保真度,同时考察了与技术采

  
三维食品打印(Three-Dimensional Food Printing, 3DFP)为改善吞咽障碍患者的质构改良食品的视觉吸引力提供了一种新颖方法。本研究首次评估了鹰嘴豆蛋白-黄原胶食品墨水的打印参数,优化了打印时间、质构和视觉保真度,同时考察了与技术采用相关的消费者感知。打印评估表明,对于该食品配方和3D食品打印机,1.5 mm喷嘴直径搭配900 mm/min的速度在分辨率和打印时间之间取得了理想平衡。流变学分析证实了剪切变稀行为和弹性主导(G′ > G″),支持平滑挤出和形状保持,且较大的喷嘴直径降低了表观粘度。质构剖面分析表明,使用1.5 mm喷嘴打印的产品其内聚性维持在报道的IDDSI 4级范围内,而较大喷嘴则超出这些限值。一项在线消费者调查(n = 230)验证了打印分辨率分类,参与者显著偏好高保真、中等复杂度的类食物形状而非非食物相关形状。自由词语联想显示消费者对3DFP产品的看法不一,频繁提及人造性与创新性并存。对3DFP更高的熟悉度与更多食物相关解释相关联。本研究提供了一个整体框架,同步平衡了面向吞咽障碍患者的鹰嘴豆蛋白食品的打印效率、保真度、符合IDDSI的质构以及消费者感知。
基于鹰嘴豆蛋白的吞咽障碍食品3D打印:打印参数对视觉吸引力、保真度、质构、流变学与消费者感知的综合研究

吞咽障碍(dysphagia)影响约35%的老年人,但实际患病率可能因认知不足和诊断遗漏而被低估。吞咽障碍患者依赖柔软或泥状食物,这类食物常缺乏吸引力,进而影响进食体验和营养摄入。三维食品打印(Three-Dimensional Food Printing, 3DFP)为改善这类食物的视觉外观提供了新途径,但现有研究多孤立评估打印参数、质构或消费者感知,缺乏系统性整合。打印时间是技术推广的主要障碍,而研究往往优先考虑外观,对打印时间的关注不足。层高、打印速度和挤出倍率等参数如何影响流变学、质构以及IDDSI(International Dysphagia Diet Standardisation Initiative,国际吞咽障碍饮食标准化倡议)4级依从性,仍缺乏系统研究。同时,消费者对3DFP的接受度可能受到食品技术新恐惧症(Food Technology Neophobia, FTN)的影响。老年人因肌肉衰减和代谢效率降低,蛋白质需求增加,而吞咽障碍进一步加剧蛋白质能量营养不良风险。鹰嘴豆蛋白因其良好的打印性、中等持水能力和约0.8的蛋白质消化率校正氨基酸评分,成为吞咽障碍食品墨水的理想候选原料。因此,本研究首次针对鹰嘴豆蛋白-黄原胶食品墨水,建立了一个同时评估打印效率、IDDSI 4级质构和消费者感知的整体框架,旨在优化打印参数并识别消费者接受度的影响因素。

研究团队评估了不同喷嘴直径(1.5、2.3、3.5 mm)、层高、打印速度(600、900、1200 mm/min)和挤出倍率对打印时间、尺寸保真度、视觉保真度、流变学、质构及消费者感知的影响。通过在线调查(n=230)考察了消费者对打印保真度、形状偏好和对3DFP技术的态度。最终提出以1.5 mm喷嘴、1.0挤出倍率、900 mm/min速度和1.0 mm层高的组合作为打印复杂吞咽障碍食品的优化参数。该研究为吞咽障碍人群的3DFP食品开发提供了兼顾效率、安全性和消费者接受度的综合框架,论文发表在《Food Bioscience》。

主要技术方法包括:使用FELIX Switch食品打印机,以鹰嘴豆蛋白分离蛋白(CPI,约80%蛋白质)和黄原胶(XG)制备基础墨水,并制作鸡肉汤和番茄蘑菇风味变体;通过CAD设计枫叶模型并切片;消费者样本来自阿尔伯塔大学及更广泛社区,共230人,使用在线问卷评估视觉保真度、喜好度、愿意尝试程度和自由词语联想;质构分析采用质构仪进行TPA测试;流变学测量使用Discovery HR-1流变仪;IDDSI评估采用叉子滴水测试、勺子倾斜测试和叉子压力测试;水分含量使用水分分析仪测定。

研究结果如下:

**3.1 打印参数评估——基于保真度和总打印时间**
**3.1.1 尺寸保真度**:通过对比打印样品与CAD设计尺寸,平均保真度约为105%,表明打印尺寸略大于设计尺寸。1.5 mm喷嘴产生最高的尺寸保真度,而3.5 mm喷嘴在高度和宽度上偏差最大。较慢的打印速度(约600 mm/min)和1.0的挤出倍率有利于提高尺寸精度。
**3.1.2 打印时间和视觉保真度**:1.5 mm喷嘴能打印最精细和准确的形状,但耗时较长(6.5–17分钟);3.5 mm喷嘴可将打印时间最多缩短85%,但表面细节减少且仍保持形状可识别。提高打印速度(900–1200 mm/min)可在较短时间内获得同等视觉质量。降低层
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号