JFE：高麗大學揭示“​基于冷擠壓的3D打印巧克力甘納許的配方與評價”

來源：食研私享

韓國高麗大學•生命科學與生物技術學院：Sun Min Kim（1作）、Jung Hee Woo（共1）......、Hyun Woo Kim*（通訊）、Hyun Jin Park（共通訊）等在農(nóng)林科學1區(qū)TOP期刊Journal of Food Engineering（IF：5.354）在線發(fā)表了題為“Formulation and evaluation of cold-extruded chocolate ganache for three-dimensional food printing”的研究文章。

3D打印是一種允許制造商和消費者自由設計物體的形狀、填充模式和質(zhì)地，從而實現(xiàn)產(chǎn)品定制的新技術。巧克力因能夠從噴嘴中擠出并在逐層沉積后固化以保持其形狀，被認為是一種理想的可印刷材料。由于巧克力的流變特性對溫度很敏感，大多數(shù)之前使用在31°C~36 °C之間融化的巧克力的研究重點都集中在溫度上。

換句話說，巧克力的熱熔擠出在可及性和簡單性方面具有優(yōu)勢；然而，它需要在狹窄的溫度范圍內(nèi)進行精密控溫，并且需要額外的冷卻過程。相比之下，冷擠壓僅依賴于食品油墨的流變性；因此，不需要精密的溫度控制，整個過程可以在相同的溫度下進行。然而，關于具有適當流變特性的巧克力基的3D食品油墨的研究很少。我們可以通過在巧克力中添加其他成分來調(diào)整流變特性，巧克力甘納許就是這樣的一個例子。

該文中，研究人員制備了一種可以使用3D食品打印機進行冷擠壓的具有流變性能的巧克力乳液 (巧克力甘納許)，并研究了使用可可粉穩(wěn)定乳液的可能性。

△文章結構思維導圖

成果介紹
該研究提出了一種制備巧克力甘納許的新方法，該方法可以使用3D食品打印機進行冷擠壓。為了確定最佳條件，研究人員使用不同比例的鮮奶油和可可粉進行了實驗。

圖3. 巧克力甘納許的整體制備方法。

雖然所有的鮮奶油巧克力甘納許都是冷擠壓的，但隨著溫度的變化會發(fā)生不可逆的脂肪分離。在各種鮮奶油含量中，含有30%(w/w) 鮮奶油的巧克力甘納許的分辨率最高 (見下圖4)，因此被用來研究巧克力甘納許的穩(wěn)定性。

圖4. 鮮奶油基 (WC) 的3D打印甘納許的視覺效果圖。(A)：WC50，(B)：WC40，(C)：WC30，(D)：WC 20。注：含有不同比例 (0%、20%、30%、40%和50% wt/wt) 鮮奶油的巧克力甘納許分別被標為WC0、WC20、WC30、WC40和WC50。

在各種可可粉含量中，含20%(w/w)可可粉的巧克力甘納許在流變學、乳液穩(wěn)定性和印刷精度方面表現(xiàn)最佳 (見下圖5)。 研究人員成功地證明了可可粉不僅增加了巧克力甘納許的承重能力，而且還起到了“Pickering顆?！钡淖饔谩?br />

圖5. 3D打印的鮮奶油-可可粉 (CP) 基甘納許的視覺效果圖。注：含有不同比例 (0%、10%、20%、和30% wt/wt) 可可粉分別與含30%鮮奶油基巧克力甘納許的混合物分別被標為CP0, CP10, CP20，和CP30。

換言之，該項研究成果克服了傳統(tǒng)巧克力打印速度慢并且需要額外的冷卻處理的局限性。此外，該文提出的方法可以應用于需要溫度穩(wěn)定的各種材料 (例如，功能材料) 或其他3D打印食品，且為各種基于鮮奶油和可可粉按比例混合的3D食品油墨提供了基礎。

圖6. 鮮奶油-可可粉 (CP) 基甘納許的乳液穩(wěn)定性。

圖 7. 基于鮮奶油-可可粉 (CP) 的甘納許的微觀結構。(A)：可可粉，(B)：鮮奶油，(C)：CP0，(D)：CP10，(E)：CP20，(F)：CP30。注：含有不同比例 (0%、10%、20%、和30% wt/wt) 可可粉與含30%鮮奶油基巧克力甘納許的混合物分別被標為CP0, CP10, CP20，和CP30。

專 家 簡 介
Hyun Jin Park，通訊作者，韓國高麗大學•生命科學與生物技術學院教授 ，研究領域：生物聚合物工程實驗室。