江南大学のファン・ダミン研究グループ：ジェランガムをベースにした3D食品印刷硬化技術

出典: Food Research Private

2022年3月14日、江南大学のファン・ダミン教授の研究グループは、国際誌「食品工学ジャーナル」（中国科学院第1ゾーン、IF：5.354）に「ジェランガムに基づく3D食品印刷硬化技術」と題するオンライン研究論文を発表しました。 Yan Bowen氏が第一著者であり、Fan Daming教授が責任著者です。

ジェランガムは、食品の食感を調整するためによく使用される天然の親水性コロイドです。ジェランガムと水の混合物は加熱すると粘性のある液体になり、温度が下がるにつれて粘度が高くなります。ゲル温度まで冷却されると、溶融液体は透明な固体ゲルを形成し、再度加熱すると液体に変化します。

現在、3D 食品プリント製品は流動的な状態にあるため、形状のカスタマイズには大きな制限があります。本研究では、成形品質を向上させるために、ジェランガムの温度感受性相変化特性に基づいた3D食品印刷硬化技術を開発しました。印刷工程中に固まるゲルを調製するために、インクベースとしてコーンスターチを使用します。ジェランガムを含むアルファ化デンプンスラリーを、加熱機能を備えた 3D プリンターの専用バレルに装填し、室温で印刷プラットフォーム上に押し出します。レオロジー試験、印刷品質評価、低磁場核磁気共鳴により、ジェランガムを含むスラリーは押し出し性と印刷の実現性が良好であることが実証されました。ジェランガムの添加量が 4% または 6% の場合、製品は明らかな塑性変形を起こし、固体ゲルの形成を示しました。温度走査レオロジー分析により、ジェランガムはスラリーの硬化温度と硬化速度に影響を与えることで、スラリーの硬化特性を制御することが示されました。ジェランガムは、自己冷間架橋とデンプンのゲル化阻害によって、製品の硬度を高め、ネットワーク構造を破壊し、製品の接着性を変化させます。

図 1. ジェランガムの温度誘起相変化に基づく 3D 食品印刷硬化技術の概略図図 2. コーンスターチで印刷された製品の画像 (ag は、コーンスターチ添加量がそれぞれ 10%、12%、14%、16%、18%、20%、22% の製品を表します) 図 3. 印刷された製品の画像と高さ (0%、2%、4%、6% は、それぞれ 2%、4%、6% のジェランガムを添加した製品を表します) 図 4. 印刷された製品の硬化性能の画像 (0%、2%、4%、6% は、それぞれ 2%、4%、6% のジェランガムを添加した製品を表します)
図5. 温度スキャン中のスラリーの貯蔵弾性率（G′）の変化（0%、2%、4%、6%は、それぞれ2%、4%、6%のジェランガムを添加したスラリーを表します）
図6. 印刷された製品のSEM顕微鏡写真（300倍）（0％、2％、4％、6％は、それぞれ2％、4％、6％のジェランガムを添加した製品を表します）
ファン・ダミングについて

△ファン・ダミン教授は、江南大学食品科学技術学院博士課程指導教員、江南大学科学技術研究所副学長、江南大学第7期学術委員会委員であり、農業農村部冷凍水産物加工重点実験室副所長、中国軽工業冷凍水産物工学技術研究センター副所長、中国食品科学技術学会青年委員会副所長を兼任している。国家「千人計画」の科学技術革新のリーダー人材に選ばれ、国家優秀青年基金の受賞者でもある。国際食品科学技術連合（IUFoST）の「若手科学者賞」と中国青年科学技術革新賞を受賞した。江南大学で工学の学士、修士、博士号を取得し、香港大学で博士研究員を務めた。中国国家自然科学基金プロジェクト、国家重点研究開発計画プロジェクト、企業横断プロジェクトなど、20以上のプロジェクトを主宰した。彼は、第一位の達成者として、江蘇省科学技術賞の二等賞と中国特許優秀賞を受賞しました。また、第一発明者として、30件の特許を取得しました。筆頭著者および責任著者として、60件以上のSCI論文を発表し、SCIジャーナル「食品科学と栄養」の副編集長、「食品産業科学技術」および「食品研究開発」の編集委員、「食品科学」の若手編集委員を務めました。

論文リンク: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2022.111036

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