开发出用于 3D 打印新鲜蔬菜的“食品墨水”的新方法

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由豌豆、胡萝卜和玉米制成的 3D 打印设计组合而成的“美食景观”。学分:SUTD / NTU / KTPH

新加坡研究人员开发出“打印”新鲜蔬菜的新方法,为吞咽困难的患者提供更美味、更有营养的食物。

来自新加坡南洋理工大学 (NTU Singapore)、新加坡科技与设计大学 (SUTD) 和 Khoo Teck Puat 医院 (KTPH) 的研究人员开发出一种新方法,可以用新鲜和冷冻蔬菜制造“食品墨水”,以保存其营养和现有方法相比味道更好。

食品墨水通常由液态或半固态形式的食物泥制成,然后通过喷嘴挤出进行 3D 打印,并逐层组装。

泥状食物通常提供给患有吞咽困难(称为吞咽困难)的患者。为了以视觉上更开胃的方式呈现食物,医疗保健专业人员使用硅胶模具来塑造泥状食物,这既费时费力,又需要储存。

虽然 3D 食品打印意味着可以在更短的时间内以所需的形状和质地轻松生产食品,但用作食品油墨的脱水食品和冻干粉末通常含有高比例的食品添加剂,如水胶体 (HC),以稳定墨水并实现更顺畅的打印过程。高浓度的 HCs 通常会改变印刷食品的味道、质地和香气,使其对吞咽困难的患者没有胃口。这可能导致患者食物消耗减少和营养不良。

为了克服这一挑战,研究团队探索了新鲜和冷冻蔬菜的各种组合,以使食品油墨稳定。

他们不仅能够更好地保存印刷食品的营养,还使其更可口。这种制作食物墨水的新方法应该会增加患者的膳食消耗,对他们的身体健康和精神状态做出积极贡献。

具有一种食品墨水类型的五种配方的 3D 打印形状的代表性图像,周围画有框的图像代表墨水的优化配方。通过形状保真度和形状稳定性评估的右上角表示的打印分数。学分:SUTD / NTU / KTPH

此外,该团队发现蔬菜可以大致分为三类,每类都需要不同的水胶体处理才能成为可打印的。例如,豌豆、胡萝卜和白菜被选为每个类别的代表,分别需要无 HC、一种 HC 和两种 HC(参考图片)。

NTU 团队的首席研究员张毅教授说:“我们的技术有助于为吞咽困难患者提供充足的营养丰富和安全的饮食。他们的进食更有尊严,使他们能够社交和食用外观、感觉和味道都与普通食物相似的食物。我们的 3D 打印新鲜蔬菜方法可轻松用于医院、疗养院、日托中心,为患有吞咽困难和其他吞咽障碍的老年人口提供服务。我们的研究也是数字美食的又一进步,我们可以满足营养师规定的特定要求,例如营养定制和视觉吸引力。”

通讯作者兼 SUTD 工程产品开发支柱负责人 Chua Chee Kai 教授补充说:“增材制造的下一个前沿是 3D 食品打印。随着 3D 食品打印领域的不断发展,我们很高兴能够继续突破这个行业的界限,为食品安全和可持续性等全球问题找到创新的解决方案。”

KTPH 的联合首席研究员兼高级首席营养师 Gladys Wong 说:“3D 食品打印不仅仅是一种新事物。我相信这将是在不久的将来为我们日益老龄化的人口提供生计和营养的可行方法。我们体弱多病的老年患者以及吞咽困难的患者即使在限制性饮食的情况下也能享受到视觉呈现和愉悦的用餐体验。”

参考:Aakanksha Pant、Amelia Yilin Lee、Rahul Karyappa、Cheng Pau Lee、Jia An、Michinao Hashimoto、U-Xuan Tan、Gladys Wong、Chee Kai Chua 和 Yi 撰写的“使用食物水胶体为吞咽困难患者打印新鲜蔬菜的 3D 食品”张,2020 年 12 月 17 日,食品亲水胶体 .
DOI:10.1016/j.foodhyd.2020.106546

资助:国家增材制造创新集群项目、新加坡国家研究基金会