浙江大学の呂伯一教授：デンプンの分子構造が3Dプリント製品の精度と質感特性に与える影響

出典: Food Research Private

2021年11月24日、浙江大学生物システム工学・食品科学学院のJi Shengyang氏（筆頭著者）、Lu Boyi氏*（対応著者）らは、農林科学分野のトップジャーナルである「Food Hydrocolloids（IF：9.147）」に「デンプン分子構造が3Dプリント製品の精度と質感特性に与える影響」と題するオンライン研究論文を発表しました。

現在、デンプンベースの材料の 3D プリント研究はまだ初期段階にあります。一部の研究者は、デンプン濃度、デンプンの種類、印刷温度が材料のレオロジー特性や製品の 3D 印刷精度に与える影響を研究してきました。しかし、これらの研究は主にデンプンのレオロジー特性、印刷性、印刷製品の構造との関係に焦点を当てており、デンプンの分子構造から3D印刷の精度やテクスチャ特性に至るまでのより深い理解が欠けていました。そのため、材料自体の分子構造の観点から、3Dプリント製品の特性に影響を与える根本的な要因を解明することが可能となります。

そこで本研究では、市場で一般的に使用されている代表的なキャッサバ、小麦、トウモロコシ、サツマイモ、ジャガイモ、ソバのでんぷんを研究対象とし、でんぷんの分子構造の観点から、天然のでんぷんと3Dプリント製品の印刷精度や質感特性との関係を明らかにした。この研究では、まず天然デンプンの分子構造、デンプンゲルのレオロジー特性と水分分布、3Dプリント製品の印刷性能、微細形態と質感を分析し、次に相関分析を適用してデンプンの分子構造と3Dプリント製品の性能との関係を確立しました。

図1. グラフィカルアブストラクト
ハイライト
[1]はデンプンの分子構造と3Dプリント製品の関係を明らかにした。
[2] デンプンの平均分子量は製品中心の高さと負の相関関係にある。
[3] 重合度は100 [4] アミロース分子鎖の最大ピーク重合度（XAM）と重合度は5000である。 [5] この研究は、でんぷん質食品の3Dプリントに関する貴重な参考情報を提供します。

実績紹介<br /> この論文では、研究者らはデンプンの分子構造が3Dプリント製品の精度と質感特性に与える影響を評価しました。結果は、重合度が13のより高いデンプンが、
この研究は、印刷された製品の精度と食感の品質を予測するためにデンプンの分子構造についてより深い洞察を提供し、デンプンベースの食品の製造における 3D 印刷技術の応用に役立つ情報を提供します。
図 2. キャッサバ (a)、小麦 (b)、トウモロコシ (c)、サツマイモ (d)、ジャガイモ (e)、そば澱粉 (f) から印刷されたサンプル。
図 3. デンプン分子構造、デンプンゲル特性、および 3D プリント製品の特性間の相関係数分布のヒートマップ。
専門家プロフィール<br /> Lu Boyi 博士は、教授、博士課程の指導者、そして最初の Qiushi Young Scholars の 1 人であり、浙江大学バイオテクノロジーおよび食品学院の副学部長、食品栄養機能評価研究センターの所長、農業農村部の農産物品質評価および栄養健康リスク評価実験室 (杭州) の執行副所長を務めています。

彼は、国家自然科学基金プロジェクト4件（一般プロジェクト3件、青年プロジェクト1件）、国家重点研究開発計画プロジェクト、国家現代農業産業技術システムポストサイエンティスト、浙江省自然科学優秀青年基金、国家農産物品質安全重点財政特別プロジェクト、および20件以上の横断プロジェクトを主宰し、完了しました。彼は、J Hazard Mater、Med Res Rev、Trends Food Sci Technol などの SCI ジャーナルに第一著者または責任著者として 100 件以上の論文を発表しています。 32 件の国内発明特許と 5 件の国際 PCT 特許を取得し、8 つの国家標準および業界標準を確立/策定し、6 つのモノグラフと教科書を編集/共同編集しました。浙江省科学技術進歩一等賞、梁溪林業科学技術進歩二等賞、中国食品科学技術学会優秀若手科学者賞など8つの賞を受賞。また、浙江省優秀若手科学者、浙江省151人人材の2級、銭江市名誉教授にも選ばれている。彼は、国際栄養安全協会の副会長、国際食品規格委員会の中国連絡窓口の専門家、Food Frontiersの創刊科学編集者、Food Material Researchの副編集長、E-foodの副編集長、Frontiers in Nutrition、International Journal of Molecular Sciences、Food Chemistryなどの専門誌の客員編集者、中国食品科学技術学会青年部委員会の副事務局長、浙江省食品学会青年部委員会の常務理事兼委員長、農業農村部農産物加工標準化委員会委員、浙江省食品安全専門家委員会委員を務めています。

ジ・シェンヤンジ・シェンヤンは江蘇省南通市出身で、浙江大学生物システム工学・食品科学学部の博士課程の学生です。彼の研究分野は食品 3D プリントです。彼は Food Chemistry、Food Hydrocolloids、Food Bioscience、Ultrasonics Sonochemistry、Trends in Food Science & Technology などのジャーナルに 9 本の論文 (うち 4 本は第一著者) を発表しています。

オリジナルリンク: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107387

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