本发明专利技术公开了一种适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系及其制备方法和应用，属于食品加工技术领域。本发明专利技术通过单因素和正交试验，确定凝胶体系最佳配方如下：以豌豆组织蛋白泥100质量份为基准，添加30质量份豌豆蛋白粉、40质量份马铃薯淀粉、12质量份明胶、85质量份水、1.0质量份TG酶。在此配方条件下制得的豌豆基蛋白凝胶体系打印时挤出流畅、无断条，流动性好；打印模型的精确性和稳定性分别为98.01％和97.86％；外观上光洁度高、无多余物料；经蒸煮后无明显变形；硬度、弹性上更接近于市售肉。本申请还确定了最佳打印参数：喷嘴直径1.20mm，打印高度1.60mm，打印温度35℃，打印速度、移动速度和挤出速度均为30mm/s，优化后的打印模型表面规整、轮廓清晰、打印精确性和打印稳定性高以及具有高效的打印效率。印稳定性高以及具有高效的打印效率。印稳定性高以及具有高效的打印效率。
【技术实现步骤摘要】
适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系、植物基蛋白肉制备方法
[0001]本专利技术属于食品加工
，具体涉及一种适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]蛋白质是人体必需的营养素之一，是参与人体组织细胞建造和代谢的重要原料。日常生活中，我们从食物中获取的蛋白质有两大来源：动物性蛋白和植物性蛋白，动物性蛋白包括肉、蛋和奶等优质蛋白，然而研究表明，大量摄入动物蛋白可能会增加心血管异常等健康问题的风险。近年来植物蛋白备受关注，一方面是由于人口急剧增长导致仅依赖动物蛋白是远远不够的，另一方面则是其营养健康和价格低廉。当前关于植物蛋白产品方面的研究大豆分离蛋白占据了食品3D打印市场和研发的主导地位，其余蛋白产品则很少出现。豌豆蛋白是植物性蛋白的一种，相较于占市场份额更多的大豆蛋白，其具有氨基酸比例均衡、零胆固醇、无致敏原和非转基因等优点，目前备受市场青睐。豌豆蛋白主要应用于蛋白粉、代餐等食品领域，当前其在植物基蛋白领域也备受欢迎，包括植物性饮料、植物性食品。并且由于越来越多的企业重视豌豆蛋白的使用，全球豌豆蛋白的消费量和产量也呈现出井喷式的增长。我国是全球最大的豌豆蛋白生产国，豌豆蛋白产量达到全球总产能的70％左右。食品3D打印为开发植物蛋白类产品提供了一个选择，将加工后的植物蛋白原料放入打印料筒内，便可实现个性化植物基蛋白产品的生产。当前豌豆蛋白在食品3D打印领域的应用主要作为辅料加入，达到改善体系打印特性或是营养特性的作用，如王石(2020)向鸡肉糜中添加豌豆蛋白能够有效改善鸡肉糜的打印性能，而以其为主要原料的3D打印研究工作罕有，因此以豌豆蛋白为打印原料制备植物蛋白肉，不仅能丰富3D打印植物蛋白肉产品，也能够拓宽豌豆蛋白的高值化利用。
[0003]食品3D打印技术发展机遇与危机并存，当前存在限制的问题包括打印效率、打印成本、食品安全等问也制约了其进一步的发展，另外食材的原料特性也是大问题，因此这需要更多的科研工作者等相关人群对其进行更深入的研究与革新，为其创造出无限的可能。热熔挤出技术以成本低廉、适用范围广和操作难度低的优势成为目前研究最广泛的食品3D打印技术，但也存在打印工作时层间有接缝线、制作时间长、温度波动引起的分层等缺点，这值得进一步研究。
[0004]基于上述理由，特提出本申请。
技术实现思路
[0005]针对上述现有技术存在的问题或缺陷，本专利技术的目的在于提供一种适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系及其制备方法和应用，解决或至少部分解决现有技术中存在的上述技术问题：本专利技术选取具有氨基酸含量均衡等优势豌豆蛋白为打印原料，通过添加马铃薯淀粉、TG酶等辅料来改善豌豆蛋白凝胶体系的可打印性和营养特性，同时优化3D打印参数来提高打印精度和效率；在最佳原辅料配比和打印参数下对打印的豌豆基蛋白进行不同方式
的后处理，以考察其适用性；最后对不同处理方式的豌豆蛋白进行结构化表征，以拓宽其在食品3D打印领域的应用。
[0006]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系，包括如下原料组份：豌豆组织蛋白泥，豌豆蛋白粉，马铃薯淀粉，明胶，蒸馏水和TG酶。
[0008]进一步地，上述技术方案，所述原料组分还包括红曲红和甜菜根色素。
[0009]进一步地，上述技术方案，以豌豆组织蛋白泥的质量为基准，各组分原料含量如下：
[0010][0011]优选地，上述技术方案，以豌豆组织蛋白泥的质量为基准，各组分原料含量如下：
[0012][0013]优选地，上述技术方案，所述红曲红色素的含量为0.01质量份；甜菜根色素的含量为0.04质量份。
[0014]本专利技术的第二个目的在于提供上述所述适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系的制备方法，包括如下步骤：
[0015]按配比将蒸馏水和明胶混合，加热搅拌至明胶完全熔化；然后按配比将所述豌豆组织蛋白泥、豌豆蛋白粉、马铃薯淀粉、TG酶，混匀，将所得混合物加入到熔化后的明胶中，混匀，得到所述的豌豆蛋白凝胶体系。
[0016]进一步地，上述技术方案，所述加热温度为40
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60℃，在本专利技术的一个优选实施例中，所述加热的温度为50℃。
[0017]本专利技术的第三个目的在于提供上述所述豌豆蛋白凝胶体系在3D打印制备植物基蛋白肉中的应用。
[0018]一种利用3D打印制备植物基蛋白肉的方法，包括如下步骤：
[0019](1)将豌豆蛋白凝胶体系加入到3D打印机的料筒中，并在3D打印设备程序中预先设计或选择好产品打印结构模型与打印程序步骤；
[0020](2)启动打印程序，3D打印设备根据预设的产品结构模型分层信息，将3D打印材料
按层叠式打印方式挤出于工作平台上，在软件系统3D模型的控制下，通过料筒温度和打印速度的控制，通过挤压喷头将物料挤出并堆叠成三维实体结构，从而制造出3D打印成品；
[0021](3)通过加热、蒸煮工艺加工，将打印产品熟化，得到植物基蛋白肉成品。
[0022]进一步地，上述技术方案，打印参数的设置如下：所述喷嘴直径0.4
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1.55mm，打印高度0.6
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10mm，打印温度25
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60℃，打印速度、移动速度和挤出速度均为10
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35mm/s。
[0023]优选地，上述技术方案，所述喷嘴直径1.20mm，打印高度1.60mm，打印温度35℃，打印速度、移动速度和挤出速度均为30mm/s。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025](1)本专利技术通过单因素和正交试验，优化出原辅料的最佳添加水平：以25g豌豆组织蛋白泥为基准，向其中添加30wt％的豌豆蛋白粉、40wt％的马铃薯淀粉、12wt％的明胶、85wt％的水、1.0wt％的TG酶。在此配方条件下制得的豌豆基蛋白凝胶体系味道上无明显异味，可接受性好；打印时挤出流畅、无断条，流动性好；打印模型的精确性和稳定性分别为98.01％和97.86％；外观上光洁度高、无多余物料；经蒸煮后无明显变形；硬度、弹性上更接近于市售肉，分别为2147.74g和0.81，总体而言是一种适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系。同时通过对豌豆蛋白凝胶体系进行赋色，得出最佳色素添加条件：红曲红和甜菜根色素分别为豌豆蛋白凝胶体系质量的0.01％和0.04％，在此条件下L*、a*和b*值均最接近于市售肉。
[0026](2)本申请还通过对喷嘴直径、打印高度、打印速度、打印温度和填充结构五个关键打印参数设置单因素试验，考察了其对打印效果的影响，并确定了最佳打印参数。结果如下：喷嘴直径1.20mm，打印高度1.60mm，打印温度35℃，打印速度、移动速度和挤出速度均为30mm/s，填充结构需根据实际需要定制。优化后的打印模型表面规整、轮廓清晰、打印精确性和打印稳定性高以及具有高效的打印效率。
附图说明
[0027]图1为豌豆蛋本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适合于3D打印的豌豆蛋白凝胶体系，其特征在于：包括如下原料组份：豌豆组织蛋白泥，豌豆蛋白粉，马铃薯淀粉，明胶，蒸馏水和TG酶。2.根据权利要求1所述的豌豆蛋白凝胶体系，其特征在于：所述原料组分还包括红曲红和甜菜根色素。3.根据权利要求1所述的豌豆蛋白凝胶体系，其特征在于：以豌豆组织蛋白泥的质量为基准，各组分原料含量如下：4.根据权利要求3所述的豌豆蛋白凝胶体系，其特征在于：以豌豆组织蛋白泥的质量为基准，各组分原料含量如下：5.根据权利要求2所述的豌豆蛋白凝胶体系，其特征在于：红曲红色素的含量为0.01质量份；甜菜根色素的含量为0.04质量份。6.权利要求1
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5任一项所述的豌豆蛋白凝胶体系的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按配比将蒸馏水和明胶混合，加热搅拌至明胶完全熔化；然后按配比将所述豌豆组织蛋白泥、豌豆蛋白粉、马铃薯淀粉、TG酶，混匀，将所得混合物加入到熔化后的明胶中，混匀，得到所述的豌豆蛋白凝胶体系。7.权利要求1
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5任一项所述的豌豆蛋白凝胶体系在3D打印制备植物基蛋白肉中的应用。8.一种利用3D打印制备植物基蛋白肉的方法，其特征在于：包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡杨，姜城红，刘小涛，梁玮，王宇航，荣建华，刘茹，熊善柏，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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