JFE：高丽大学揭示“​基于冷挤压的3D打印巧克力甘纳许的配方与评价”

来源：食研私享

韩国高丽大学•生命科学与生物技术学院：Sun Min Kim（1作）、Jung Hee Woo（共1）......、Hyun Woo Kim*（通讯）、Hyun Jin Park（共通讯）等在农林科学1区TOP期刊Journal of Food Engineering（IF：5.354）在线发表了题为“Formulation and evaluation of cold-extruded chocolate ganache for three-dimensional food printing”的研究文章。

3D打印是一种允许制造商和消费者自由设计物体的形状、填充模式和质地，从而实现产品定制的新技术。巧克力因能够从喷嘴中挤出并在逐层沉积后固化以保持其形状，被认为是一种理想的可印刷材料。由于巧克力的流变特性对温度很敏感，大多数之前使用在31°C~36 °C之间融化的巧克力的研究重点都集中在温度上。

换句话说，巧克力的热熔挤出在可及性和简单性方面具有优势；然而，它需要在狭窄的温度范围内进行精密控温，并且需要额外的冷却过程。相比之下，冷挤压仅依赖于食品油墨的流变性；因此，不需要精密的温度控制，整个过程可以在相同的温度下进行。然而，关于具有适当流变特性的巧克力基的3D食品油墨的研究很少。我们可以通过在巧克力中添加其他成分来调整流变特性，巧克力甘纳许就是这样的一个例子。

该文中，研究人员制备了一种可以使用3D食品打印机进行冷挤压的具有流变性能的巧克力乳液 (巧克力甘纳许)，并研究了使用可可粉稳定乳液的可能性。

△文章结构思维导图

成果介绍
该研究提出了一种制备巧克力甘纳许的新方法，该方法可以使用3D食品打印机进行冷挤压。为了确定最佳条件，研究人员使用不同比例的鲜奶油和可可粉进行了实验。

图3. 巧克力甘纳许的整体制备方法。

虽然所有的鲜奶油巧克力甘纳许都是冷挤压的，但随着温度的变化会发生不可逆的脂肪分离。在各种鲜奶油含量中，含有30%(w/w) 鲜奶油的巧克力甘纳许的分辨率最高 (见下图4)，因此被用来研究巧克力甘纳许的稳定性。

图4. 鲜奶油基 (WC) 的3D打印甘纳许的视觉效果图。(A)：WC50，(B)：WC40，(C)：WC30，(D)：WC 20。注：含有不同比例 (0%、20%、30%、40%和50% wt/wt) 鲜奶油的巧克力甘纳许分别被标为WC0、WC20、WC30、WC40和WC50。

在各种可可粉含量中，含20%(w/w)可可粉的巧克力甘纳许在流变学、乳液稳定性和印刷精度方面表现最佳 (见下图5)。 研究人员成功地证明了可可粉不仅增加了巧克力甘纳许的承重能力，而且还起到了“Pickering颗粒”的作用。

图5. 3D打印的鲜奶油-可可粉 (CP) 基甘纳许的视觉效果图。注：含有不同比例 (0%、10%、20%、和30% wt/wt) 可可粉分别与含30%鲜奶油基巧克力甘纳许的混合物分别被标为CP0, CP10, CP20，和CP30。

换言之，该项研究成果克服了传统巧克力打印速度慢并且需要额外的冷却处理的局限性。此外，该文提出的方法可以应用于需要温度稳定的各种材料 (例如，功能材料) 或其他3D打印食品，且为各种基于鲜奶油和可可粉按比例混合的3D食品油墨提供了基础。

图6. 鲜奶油-可可粉 (CP) 基甘纳许的乳液稳定性。

图 7. 基于鲜奶油-可可粉 (CP) 的甘纳许的微观结构。(A)：可可粉，(B)：鲜奶油，(C)：CP0，(D)：CP10，(E)：CP20，(F)：CP30。注：含有不同比例 (0%、10%、20%、和30% wt/wt) 可可粉与含30%鲜奶油基巧克力甘纳许的混合物分别被标为CP0, CP10, CP20，和CP30。

专 家 简 介
Hyun Jin Park，通讯作者，韩国高丽大学•生命科学与生物技术学院教授 ，研究领域：生物聚合物工程实验室。