一种3D打印猪肉西红柿糜-黄原胶组合食品的配方及其制备方法

一种3d打印猪肉西红柿糜-黄原胶组合食品的配方及其制备方法
技术领域
1.本发明属于新型食品加工技术领域，具体涉及一种3d打印猪肉西红柿糜-黄原胶组合食品的配方及其制备方法。


背景技术：

2.3d打印技术是一种快速成型的数字制造技术。它是一种以计算机辅助设计图纸为基础，通过逐层添加物料(又称“墨水”)，就可以将图纸上的平面图形转化为立体三维结构物体的先进技术。3d打印技术起源于制造业，美国发明家charles hull于1986年创建了世界上第一家3d打印公司，并于1988年生产出第一台3d打印机，该技术现已在军事、航空航天、医疗保健、建筑等领域得到广泛应用。在食品领域，康奈尔大学于2007年首次使用了3d打印技术，这个技术可以节省制作模具的时间并实现定制成型和定制营养，这是传统的加工技术无法实现的。目前，研究人员已研发出大量以巧克力、面团等为墨水的3d打印食品，但是以肉类为墨水的研究相对较少，主要集中在鱼肉和鸡肉，猪里脊肉作为人类可以吸收的高级蛋白质的廉价来源，具有良好的营养价值，但是还没有以猪里脊肉为原料的3d打印特性的研究，这是因为肉糜本身不具有适合打印的挤出和支撑能力，因此研究适合其3d打印的配方十分有意义。
3.随着人们生活水平的提高，人们日益注重饮食的营养，西红柿除含有钾外，还富含大量的维生素b和维生素c，能够起到调节血压、润肠通便、美容养颜的功效。将其和肉糜混合既解决了营养不均衡的问题又满足了人们对色香味的感官需求。目前，还没有以猪里脊肉糜和西红柿糜混合的墨水为原料进行3d打印的研究。因此该配方对日后3d打印肉和蔬菜混合产品的研发奠定了基础。
4.黄原胶是野油菜的黄单胞菌产生的阴离子胞外分支多糖，在一定的条件下可以形成凝胶，有独特的流变特性和对热、酸、碱的稳定特性，还与盐类有很好的相溶性，已有研究证明黄原胶具有改善食品原料的3d打印特性，因此探求一种3d打印猪肉西红柿糜-黄原胶组合食品的配方及其制备方法十分重要。这将为3d打印猪肉蔬菜食品的开发提供新的理论依据并对生产出一种品质优良、口感良好、外观新颖的健康3d打印猪肉蔬菜产品起理论支持作用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是以猪里脊肉糜和西红柿糜混合墨水为原料，根据黄原胶具有形成凝胶和改善流变特性等能力，提供了3d打印猪肉西红柿糜-黄原胶组合食品的配方，同时还提供了其制备方法。使用这种配方和方法可以使3d打印猪肉西红柿糜顺利从喷嘴处挤出而不堵塞，并在打印平台上具有良好的支撑能力而不坍塌。
6.为实现上述目的，包括以下步骤：
7.(1)利用123d design软件设计3d打印模型，采用长方体模型，由于其在打印过程
中x、y和z轴的共同运动，因此可以更好的评价打印特性。将3d打印模型导出为.stl格式，利用repetier-host软件进行切片，将切片后的模型导出到usb中以.gcode格式保存，将usb与打印机连接，等待打印。
8.(2)预处理：将新鲜的猪里脊肉和猪背膘用4℃冰水进行漂洗，漂洗后用厨房纸擦干。猪里脊肉和猪背膘被切成2*2*2cm小块。将新鲜的西红柿切成四半，去籽后蒸锅蒸20min，绞碎机绞肉拌呈软烂泥状，取出备用。
9.(3)混合：等量称取5份混合均匀的猪里脊肉(剔除筋膜)和猪背膘及西红柿泥备用。
10.(4)调味：向步骤(3)的混合物料中分别加入食盐和十三香。
11.(5)绞碎：将步骤(4)的混合物料放入绞碎机中，不添加黄原胶的物料作为对照组，用4℃冰水与不同比例的黄原胶混合形成凝胶与余下的冰水加入到混合物料中，开始绞肉。
12.(6)打印：将步骤(5)混合物料分别注入打印机的料桶中，设置打印温度、打印高度打印速度和打印填充率，开始打印。
13.(7)定型：将步骤(6)打印完成后的样品静置30min进行定型。
14.(8)蒸制：将步骤(7)定型的样品在100℃条件下蒸制15min，蒸制后吸干表面水分，待恢复至室温测定指标。
15.本发明还包括这样一些特征：
16.所述(1)中使用的模型为4*4*2cm。
17.所述(3)中猪里脊和猪背膘及西红柿泥的质量分别为170g、30g和35g。
18.所述(4)中食盐和十三香的质量分数分别为1.3％和0.8％。
19.所述(5)中黄原胶的质量分数分别为0.5％、1.0％、1.5％、2.0％；冰水的质量分数为4％。
20.所述(6)中打印温度、打印高度、打印速度和打印填充率分别为25℃、2.0mm、15mm/s、90％。
21.冰水的质量分数按猪里脊肉和猪背膘及西红柿泥总质量计算；其余辅助成分的质量分数均按猪里脊肉和猪背膘的总质量计算。
22.采用黄原胶添加量分别对3d打印猪肉西红柿糜形状和蒸制后形状的影响、对猪肉西红柿糜流变特性的影响、对蒸制后产品质构特性的影响来对本发明的实用性能做出表征。
23.从上述步骤看本发明有益效果：一、本发明研制的配方中采用的黄原胶是一种对热、酸、碱稳定的食品水胶体，比其他食品水胶体生物相容性高。二、与其他食品水胶体相比，不会产生脆性较大的凝胶，除具有独特流变性能外，还具有适当的刚性，可以解决猪肉西红柿糜无法从喷嘴处挤出或挤出不顺畅的问题，并使打印后的肉糜在平台上具有良好的支撑性。三、本发明研制的配方使产品具有良好的质构特性。四、本发明对3d打印猪肉蔬菜糜产品提供了可供参考的依据。
附图说明
24.图1黄原胶添加量对3d打印猪肉西红柿糜形状和蒸制后产品形状的影响；
25.图2黄原胶添加量对猪肉西红柿糜流变特性的影响。
具体实施方式
26.实施例
27.一种3d打印猪肉西红柿糜-黄原胶组合食品的配方及其制备方法，包括以下步骤：
28.步骤一：利用123d design软件设计3d打印模型，采用长方体模型，由于其在打印过程中x、y和z轴的共同运动，因此可以更好的评价打印特性。将3d打印模型导出为.stl格式，利用repetier-host软件进行切片，将切片后的模型导出到usb中以.gcode格式保存，将usb与打印机连接，等待打印。
29.步骤二：预处理：将新鲜的猪里脊肉和猪背膘用4℃冰水进行漂洗，漂洗后分别用厨房纸擦干。猪里脊肉和猪背膘分别切成2*2*2cm小块。将新鲜的西红柿切半，去籽后蒸锅蒸20min，绞碎机绞肉拌呈软烂泥状，取出备用。
30.步骤三：混合：等量称取5份混合均匀的猪里脊肉(剔除筋膜)和猪背膘及西红柿泥备用。
31.步骤四：调味：向步骤三的混合物料中分别加入食盐和十三香。
32.步骤五：绞碎：将步骤四的混合物料放入绞碎机中，不添加黄原胶的物料作为对照组，用4℃冰水与不同比例的黄原胶混合形成凝胶与余下的冰水加入到混合物料中，开始绞肉。
33.步骤六：打印：将步骤五混合物料分别注入打印机的料桶中，设置打印温度、打印高度打印速度和打印填充率，开始打印。
34.步骤七：定型：将步骤五打印完成后的样品静置30min进行定型。
35.步骤七：将步骤六定型的样品在100℃条件下蒸制15min，蒸制后吸干表面水分，待恢复至室温测定指标。
36.从图1可知，添加黄原胶的猪肉糜具有良好的挤出和支撑能力及打印形态，其中黄原胶添加量为0.6％时具有相对较好的形态。
37.从图2a可知，随着剪切速率的增加，表观粘度下降，这说明添加黄原胶的猪肉西红柿糜是存在剪切稀化行为的假塑性流体；但随着黄原胶添加量的增加，表观粘度下降，这种情况在以果蔬为墨水的3d打印原料中出现过，这可能是因为黄原胶与果蔬所带电荷相互排斥，胶体分子附着在果蔬表面。从图2b可知，随着黄原胶添加量的增加，储能模量和损耗模量逐渐下降，然而，随着频率的增加，储能模量和损耗模量均逐渐增加，并且，储能模量总是大于损耗模量，这说明猪肉西红柿糜形成弹性凝胶，弹性模量不易过低或过高，过低时粘度较大，过高时弹性较大，打印时都不能顺利的从喷头处挤出。从图2c可知，正切值均小于1，正切值越趋近0，样品越呈现固体状态，打印时不能顺利从喷头处挤出，正切值越趋近1，样品越呈现流动状态，打印后不能在平台上很好的支撑。综合以上，黄原胶添加量为0.6％时具有较好的流变特性。
38.表1黄原胶添加量对蒸制后产品质构特性的影响
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从表1可知，对照组的硬度(5979g)最大，x-1.2产品组的硬度(4500g)最小，其次是x-0.6产品组(5164g)。各产品组的弹性无显著差异(p》0.05)。x-0.9产品组咀嚼性(1503g)最大，对照组的咀嚼性(1156g)最小。x-1.2产品组的内聚性(0.53)最大，对照组的内聚性(0.39)最小。x-1.2的回复性(0.16)最大，其次是x-0.6和x-0.9产品组(0.15)，对照组的回复性(0.09)最小。
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这些结果表明，添加量为0.6％的黄原胶的产品具有较好的性能。