フリーズドライ3Dプリントカボチャスナックの形状忠実度とサクサク感を向上させる内部構造設計

出典: Food Research Private

2022年4月9日、江南大学の張敏教授のチームは、国際誌「Food Research International」（中国科学院第1区、IF: 6.475）に「3Dプリントしたカボチャベースのスナックの凍結乾燥後の形状忠実度とサクサク感を改善するための内部構造設計」と題するオンライン研究論文を発表しました。第一著者は Xiao-huan Chen 氏、責任著者は Zhang Min 教授です。

この論文は、3D 食品印刷技術を使用して食品の内部構造を設計し、制御可能なサクサク感と高い形状忠実度を備えた 3D 印刷されたフリーズドライカボチャを得ることを目的としています。研究者らは、充填パターン（ハニカム、直線、グリッド、三角形）と充填率（25％、50％、75％、100％）という2つの内部構造変数が製品の形状忠実度と脆さに与える影響を研究した。充填率が低下すると、サンプルの印刷精度が向上します。充填パターンに関係なく、75% 充填されたサンプルの変形が最も大きくなります。サンプルの脆さは充填モードと充填率に密接に関係しています。充填率が高い場合、サンプルの内部構造は緻密で、外力によって壊れにくくなり、脆さが減少します。さらに、サンプルの内部構造は物理的特性に影響を与え、多孔度を設計することで製品の脆さをカスタマイズできます。印刷されたサンプルと鋳造されたサンプルの形態の違いは、3D 食品印刷が高粘弾性材料の加工と準備に有益であり、鋳造サンプルは 100% 充填された印刷サンプルよりも大幅に脆くないことを示しています。この研究結果は、形状の忠実度が高く、特定の食感の要件を満たし、新しい感覚体験を提供するサクサクした食品を作成するための興味深い視点を提供します。

図 1. サンプルの穿刺曲線と穿刺部位の例図。 a: 穿刺曲線、b: 穿刺部位（例として、充填率 25% の乾燥サンプルを取り上げます）。

図 2. 異なる充填パターンと充填率を持つデジタルモデル (A) と印刷サンプル (B)。

図 3. フリーズドライカボチャの 3D プリントサンプルの外観と断面。 (A): ハニカム、(B): 線形、(C): グリッド、(D): 三角形。

張敏について

江南大学食品科学工学部張敏教授

張敏氏は江南大学の二級教授、芝山特別教授であり、江蘇省国際生鮮食品知能加工・品質管理共同実験室の所長でもある。国家十万人材の一人に選ばれ、国務院から特別手当を受けている。彼は長年、ハイテクな生鮮食品の加工・保存に関する研究に従事しており、過去 10 年間で効率的な食品加工のための新技術の分野で画期的な研究を実施し、約 200 人の大学院生やポスドクを育成してきました。 2007 年以来、Journal of Food Engineering、Drying Technology、International Agrophysics、Foods などの SCI ジャーナルの編集委員/副編集長を務めています。彼はスウェーデン国際科学財団（IFS）の科学顧問であり、オーストラリアのクイーンズランド大学の食品科学の名誉教授でもあります。過去20年間、彼は第13次5カ年計画の国家重点研究開発プロジェクト1件、国家自然科学基金プロジェクト6件、第12次/第11次5カ年計画の国家863プロジェクト2件、および30件以上の産学共同重点プロジェクトを主宰し、国内外で230件以上の発明特許を取得し、江蘇省「トップ10優秀特許発明者賞」（2012年）および江蘇省特許発明者賞（2020年）を受賞しました。責任著者として590件以上のSCI論文を発表し、引用総数は13,000件を超え、H指数は70です。彼はELSIVER「中国高引用学者」リスト（2014年～現在）およびクラリベイトの世界「高引用科学者」リスト（2021年）に選ばれました。彼が主宰した研究成果は、国家科学技術進歩賞二等賞、江蘇省科学技術進歩賞一等賞、中国総商会科学技術賞特別賞、中国軽工業連合会科学技術進歩賞一等賞など科学技術関連の賞を受賞した。

論文リンク:
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111220

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