阿尔伯塔大学发现冷等离子体技术可提升豌豆蛋白3D打印性能

南极熊导读：为了拓展3D打印技术在食品工业中的应用，并满足消费者对个性化、营养丰富且具有特定质地和口感的食品需求，科学家正想办法解决豌豆蛋白在3D打印中的限制问题。

△研究人员找到了一种方法，使3D打印的豌豆凝胶能够更好地保持形状，从而增强了在植物性食品中使用低成本、营养丰富的蛋白质来源的潜力

2024年12月12日，南极熊获悉，加拿大阿尔伯塔大学的研究人员在3D食品打印领域取得了一项新进展，通过采用冷等离子体技术显著增强了豌豆蛋白的打印性能。该研究由农业、生命与环境科学学院副教授MS Roopesh领导，旨在探索如何通过等离子体技术改善植物蛋白在3D打印过程中的凝胶化和结构稳定性。

△研究题目为“等离子活化微气泡水制备豌豆蛋白凝胶的3D打印性能、流变性和机械性能的改善”（传送门）

豌豆蛋白，作为一种高营养价值的植物性原料，已在食品工业中被广泛用作面包、谷物、植物性乳制品和肉类替代品的主要成分。然而，它在3D打印应用中面临挑战，主要问题在于打印后的形状和结构保持能力。通过冷等离子体技术激活水，研究团队成功改善了豌豆蛋白的打印性能，使它更适用于复杂的食品打印任务。

Roopesh副教授表示：“我们的研究结果展示了冷等离子体技术在提升豌豆蛋白凝胶化和3D打印性能方面的巨大潜力。这不仅能够扩大食品选择范围，还能提高植物基肉类和奶酪产品的结构特性。”

△食品3D打印示意图

冷等离子体技术的应用研究

为了克服这一难题，研究团队将豌豆蛋白与等离子体激活的微气泡水（PAMB）混合，制备出一种新型混合物。通过搅拌、加热、冷却等步骤，这些混合物随后被用于3D食品打印机。研究结果表明，与传统蒸馏水混合的豌豆蛋白相比，PAMB处理后的凝胶展现出更优的结构保持性和抗变形性，即便在打印后的储存过程中也更为稳定。

研究团队领导MS Roopesh指出，这种性能提升很可能是由于PAMB引起的蛋白质结构变化所致。这些发现揭示了PAMB中空气和氩气混合物的特性，以及最佳的加热和冷却温度，这些因素对于实现最佳的3D打印性能至关重要。尽管仍需进一步研究以深入理解这些影响因素，但Roopesh强调，这项工作为冷等离子体技术在食品打印领域更广泛的应用提供了有力的证据。

该研究是基于先前由ALES教授Lingyun Chen合作启动的实验，并由前博士生Sitian Zhang开发。目前，研究人员已对这项技术提出了专利申请。

这项基础研究为创造更广泛的高质量3D打印蛋白质来源和其它生物材料铺平了道路。结合冷等离子体技术和3D打印等新技术，有潜力为农作物生产者和食品行业带来显著的价值增加。相关研究得到了加拿大自然科学与工程研究委员会基金、合作研究与培训经验计划以及阿尔伯塔创新基金会的资助。