デュアルゲルインクの印刷性とレオロジー特性：3D食品印刷への可能性

出典: Food Research Private

2022年3月21日、華南農業大学食品科学工学学院の研究者らは、国際誌「食品ハイドロコロイド」（中国科学院第1区、IF: 9.147）に「ビゲルインクの印刷性とレオロジー特性の分析：3D食品印刷における可能性」と題するオンライン研究論文を発表しました。 Runkang Qiu が第一著者であり、Hu Zhuoyan と Zhao Lei が共同責任著者です。

オレオゲルとハイドロゲルを混合すると、ビゲルと呼ばれる異なる極性相を持つ新しいタイプの 2 相システムを形成できます。ビゲルは安定した粘弾性半固体構造を持ち、オルガノゲルやハイドロゲルに比べて 2 相の利点があり、ビゲルによって生成される強力な相互作用により、その性能は単一のゲル成分よりも優れています。

この研究では、研究者らは、オレオゲル（蜜蝋とコーン油でできたもの）とハイドロゲル（カッパカラギーナンキサンタンガムでできたもの）の異なる比率で構成されたデュアルゲルインクの3D印刷時の印刷性能を調査しました。押し出しベースの 3D 印刷用に、異なる比率のデュアルゲル (オレオゲル:ハイドロゲル) インクが開発されました。研究では、オイルゲル成分を添加することでレオロジー特性が向上し、デュアルゲルインクの印刷性がさらに向上し、オイルゲル成分の 80% が 3D 印刷に最適な材料であることがわかりました。また、デュアルゲルインクの種類や微細構造特性はオイルゲル成分に大きく影響され、オイルゲル成分の多いデュアルゲルインクはW/O型となり、より強い機械的特性を示します。一方、押し出し工程では、オイルゲルやハイドロゲルは高せん断下で粒子凝集を起こし、押し出し性や印刷精度が低下します。この論文では、油ゲル成分が蜜蝋ベースの油ゲルとカラギーナン-キサンタンガムハイドロゲルベースのデュアルゲルインクの印刷性能に影響を与えるメカニズムを研究し、3D食品印刷における高油性物質の応用可能性を示しています。

図 1. オレオゲルとハイドロゲルの比率が異なるデュアルゲルの感覚安定性 (O:H)。図 2. さまざまなデュアルゲルインクの 3D 印刷可能性の評価。上から順に、正面図、側面図、上面図です。
図 3. 押し出し前 (A) と押し出し後 (B) のさまざまなデュアルゲルインクの共焦点顕微鏡画像。
図 4. 押し出し前 (A) と押し出し後 (B) のさまざまなデュアルゲルインクの偏光顕微鏡画像。
胡卓燕と趙磊について

△胡卓燕教授胡卓燕、華南農業大学食品科学工学学院、1961年生まれ、男性、博士、教授、博士課程の指導教員。彼は1983年以来、食品科学と工学の分野で教育と研究に従事しています。その中には、1998年から2003年まで華南農業大学食品科学工学学院の副学部長を務めた人物もいた。 2003年から2005年にかけて、彼は香港政府が中国本土から優秀な人材を募集し、科学研究に協力し、香港理工大学で博士号を取得できるよう支援しました。彼は現在、国家ライチ・リュウガン産業技術システムの加工技術のポスト科学者です。また、広東省食品協会の副事務局長および執行役員、広東省農産物加工委員会の副理事、広東省冷凍協会の理事、雑誌「現代食品科学技術」および「冷凍」の編集委員も務めている。研究分野：園芸製品の加工と保存、電子レンジ食品加工技術。彼は、21 世紀の教科書「食品技術入門」および「園芸製品の保管と加工」の副編集長および共同編集者です。

△趙磊准教授華南農業大学食品科学工学学院の趙磊氏は、医師、准教授、修士課程の指導教員、広東省の「千、百、十」プロジェクトの研修対象者、華南農業大学の「若き中堅教師」である。彼は主に天然物のグリーン改造と熱帯果物加工の総合利用に従事しており、国家自然科学基金、広東省自然科学基金、広州対外協力プロジェクト、華南農業大学学長基金、広東省天然物グリーン加工と製品安全開放基金の主宰を務め、主に国家ライチ・リュウガン産業システム加工位置プロジェクトの研究に参加した。近年、第一著者または責任著者として執筆した SCI 論文 10 本を含む、国内外の権威ある雑誌に 50 本以上の論文を発表しています。研究分野：1. ライチとリュウガンの乾燥過程におけるプロテオグリカン相互作用と生物活性調節機構の分子メカニズム。2. リュウガン中のポリフェノールの分離・精製のための主要技術の統合と火傷治療への応用。3. 熱帯果実の加工における生物活性物質の健康効果の変化とその作用メカニズム。4. 冷凍麺製品の品質向上のための食品接着剤の分子メカニズムと製品開発。

論文リンク:
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.107675

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