一种适用于3d打印的低gi软材及其制备方法、低gi饼干及其制备方法
阅读说明：本技术 一种适用于3d打印的低gi软材及其制备方法、低gi饼干及其制备方法 (Low-GI (glycemic index) soft material suitable for 3D printing and preparation method thereof, low-GI biscuit and preparation method thereof ) 是由 肖志刚 李响 罗志刚 张雪萍 杨庆余 王娜 张一凡 朱旻鹏 王含 于 2021-01-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于3D打印的低GI软材,其浆料包括如下重量百分配比的原料：改性蛋白质45％-55％、洋前车子壳粉5％-10％、低筋粉5％-10％、奇亚籽10％-20％、食用盐1％-2％、脱脂乳粉0.5％-2％、凝固剂0.02％-0.05％、稳定剂3％-10％、甜味剂10％-25％、椰子油5％-20％。本发明提供的一种适用于3D打印的低GI软材及其制备方法、低GI饼干及其制备方法,利用该技术制得的3D打印原料应用于低GI饼干的制作,可以提高饼干制品的功能性和产品附加价值,最大限度满足特殊人群的需要,设计灵活,可个性化定制,同时实现批量定制生产,使快速制造变得经济节约,符合现代科学技术发展与人们高质量的生活需求。(The invention discloses a low GI soft material suitable for 3D printing, wherein the slurry comprises the following raw materials in percentage by weight: 45-55% of modified protein, 5-10% of Plantago ovata husk powder, 5-10% of low-gluten flour, 10-20% of chia seed, 1-2% of edible salt, 0.5-2% of skim milk powder, 0.02-0.05% of coagulant, 3-10% of stabilizer, 10-25% of sweetener and 5-20% of coconut oil. The 3D printing raw material prepared by the technology is applied to the preparation of the low GI biscuit, so that the functionality and the product added value of a biscuit product can be improved, the requirements of special people are met to the maximum extent, the design is flexible, personalized customization is realized, and meanwhile, batch customization production is realized, so that the rapid manufacturing becomes economic and economical, and the low GI biscuit meets the modern scientific and technical development and the high-quality life requirements of people.)
技术领域
本发明公开涉及3D打印食品加工技术领域，尤其涉及一种适用于3D打印的低GI软材及软材制备方法及饼干制备方法。
背景技术
随着国民生活水平的提高，人们的餐桌饮食结构也有所改善,高能量、精深加工的食品占据人们的餐桌,长期的高油高糖饮食致使我国的糖尿病、肥胖率逐年增加，目前尚无根治方法,但通过调整饮食可以有效地改善这一情况。传统面粉制作的饼干含有大量糖分，升糖快，血糖波动比较大，不利于人们身体健康。
3D打印技术作为一项新兴技术，已成功应用于食品领域，熔融沉积成型(FDM)打印技术通过分层制造、逐层叠加的原理，不仅可以制造具有个性化外观和纹理的食物，而且能够根据配方和营养成分的不同对食品进行优化，便捷地制造出满足不同人群需求的健康食品(如低糖、低盐和高维生素的食物)，改善食品品质，具有个性化、方便、灵敏、造型多样等优点。但由于3D打印食品原材料的局限性，可应用于食品的3D打印材料不多，材料支撑成型性能差等缺点，部分食品材料会出现打印不均匀，难以维持逐层叠加的重量等问题成为限制其在食品领域发展的主要原因，所以解决3D打印食品原材料机械性能的问题，将带来很高的经济效益和社会效益。
发明专利(申请公布号：CN111213693A，申请公布日：2020.06.02)报道了一种基于3D打印技术的营养饼干软材料配方及其制作方法，制得的食品软材打印出的成品成型性和稳定性具佳，但该浆料制得的食品升糖指数高，不利于特殊人群食用；发明专利(申请公布号：CN105941550A，申请公布日：2016.09.21)报道了一种3D打印的适合高血脂人群食用的饼干及其制备方法，该发明制备的饼干可以有效控制高血脂患者的血糖，但其打印原料成型稳定性差，易坍塌。
故如何提高传统食品原料应用于3D打印的加工适宜性等问题成为人们亟需解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明公开提供了一种适用于3D打印的低GI软材及其制备方法、低GI饼干及其制备方法，其中微波改性的蛋白质溶解性等理化性质得到改善，与其他材料混合更充分，制备的低GI软材提高了传统食品原料的了3D打印的加工适宜性，改善了食品软材堆叠高度低、堵塞出料口等缺陷，应用其制备的饼干解决了现有饼干制品造型简单、升糖指数高等问题。
本发明提供的技术方案，具体为，一种适用于3D打印的低GI软材，其浆料包括如下重量百分配比的原料：改性蛋白质45％-55％，洋前车子壳粉5％-10％，低筋粉5％-10％、奇亚籽10％-20％、食用盐1％-2％、脱脂乳粉0.5％-2％、凝固剂0.02％-0.05％、稳定剂3％-10％、甜味剂10％-25％、椰子油5％-20％。
进一步地，所述蛋白复合粉中的原料蛋白质为大豆蛋白、绿豆蛋白、花生蛋白、大米蛋白、小麦蛋白中的任一种。
进一步地，所述甜味剂采用甜菊糖苷、阿拉伯糖醇、罗汉果甜苷中的任一种。
低GI软材的制备方法，包括如下步骤：
1)预混合：将蛋白复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按重量百分配比混合，得到复合粉；
2)均质：将椰子油、甜味剂按重量百分配比混合，混合后利用均质机制成稳定溶液，再将得到的稳定溶液与复合粉搅拌均匀，最终得到适用于3D打印的低GI软材。
进一步地，所述蛋白复合粉由如下方法得到：首先将原料蛋白质采用微波辅助法进行改性处理，得到改性蛋白质，再将得到的改性蛋白质与低筋粉、洋前车子壳粉按比例进行配粉，混合均匀，干燥得到蛋白复合粉。
进一步地，采用微波辅助法对原料蛋白质进行改性处理具体为：将蛋白质溶于pH为7.0的PBS缓冲液中，搅拌均匀，置于微波炉中，其中微波参数为：微波功率为300W-700W，微波时间为2min-10min，料液比为1:5-11。
进一步地，按照重量百分比计，改性蛋白质与低筋粉、洋前车子壳粉进行配粉的比例是：改性蛋白质45％-55％，洋前车子壳粉5％-10％，低筋粉5％-10％。
进一步地，利用均质机制成稳定溶液时，以水为溶剂，按照重量百分比计其中甜味剂10％-25％、椰子油5％-20％、水30％-50％。
一种低GI饼干，以所述的低GI软材为3D打印料制得。
一种低GI饼干的制备方法，包括如下步骤：将低GI软材注入3D打印设备，根据CAD预先设定的模型进行打印，经焙烤，获得由低GI软材制作的低GI饼干，其中焙烤温度为150℃。
本发明提供的一种适用于3D打印的低GI软材及其制备方法、低GI饼干及其制备方法，利用该技术制得的3D打印原料应用于低GI饼干的制作，可以提高饼干制品的功能性和产品附加价值，最大限度满足特殊人群的需要，设计灵活，可个性化定制，同时实现批量定制生产，使快速制造变得经济节约，符合现代科学技术发展与人们高质量的生活需求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例提供的一种适用于3D打印的低GI饼干的制备方法流程示意图；
图2为本发明公开实施例提供的方法制备的饼干与现有技术中饼干的GI值测试结果对比图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统的例子。
为解决现有技术中，传统食品原料应用于3D打印的加工适宜性等问题。本实施方案提供了一种适用于3D打印的低GI软材，其浆料包括如下重量百分配比的原料：改性蛋白质45％-55％，洋前车子壳粉5％-10％，低筋粉5％-10％、奇亚籽10％-20％、食用盐1％-2％、脱脂乳粉0.5％-2％、凝固剂0.02％-0.05％、稳定剂3％-10％、甜味剂10％-25％、椰子油5％-20％。
进一步地，蛋白复合粉中原料蛋白质为大豆蛋白、绿豆蛋白、花生蛋白、大米蛋白、小麦蛋白中的任一种。
进一步地，甜味剂采用甜菊糖苷、阿拉伯糖醇、罗汉果甜苷中的任一种。
低GI软材的制备方法，包括如下步骤：
制备蛋白复合粉：首先将原料蛋白质采用微波辅助法进行改性处理，得到改性蛋白质；采用微波辅助法对蛋白质进行改性处理具体为：将蛋白质溶于pH为7.0的PBS缓冲液中，搅拌均匀，置于微波炉中，其中微波参数为：微波功率为300W-700W，微波时间为2min-10min，料液比为1:5-11。
再将得到的改性蛋白质与低筋粉、洋前车子壳粉按比例进行配粉，混合均匀，干燥得到蛋白复合粉。
按照重量百分比计，改性蛋白质与低筋粉、洋前车子壳粉进行配粉的比例是：改性蛋白质45％-55％，洋前车子壳粉5％-10％，低筋粉5％-10％。本实施方案以改性蛋白质、低筋粉、洋前车子壳粉为基本原材料，应用微波辅助技术制备改性蛋白质；
预混合：将蛋白复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按重量百分配比混合，得到复合粉；
其中，按照重量百分比计，混合的比例是：蛋白复合粉65％-80％、奇亚籽10％-20％、食用盐1％-2％、脱脂乳粉0.5％-2％、凝固剂0.02％-0.05％、稳定剂3％-10％；
均质：将椰子油、甜味剂按重量百分配比混合，混合后利用均质机制成稳定溶液，再将得到的稳定溶液与复合粉搅拌均匀，最终得到适用于3D打印的低GI软材。利用均质机制成稳定溶液时，以水为溶剂，按照重量百分比计其中甜味剂10％-25％、椰子油5％-20％、水30％-50％。本实施方案将蛋白质复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按比例混合，加入甜味剂、椰子油进行均质，使其充分混合，防止在打印过程中出现结块。
一种低GI饼干，以低GI软材为3D打印料制得。
一种低GI饼干的制备方法，包括如下步骤：将低GI软材注入3D打印设备，根据CAD预先设定的模型进行打印，经焙烤，获得由低GI软材制作的低GI饼干，其中焙烤温度为150℃。
本实施方案提供的一种适用于3D打印的低GI软材，是一种成型稳定性好、打印精度高且低GI值的3D打印食品材料，一种适用于3D打印的低GI软材的制备方法具有方便快捷、造型多样、个性化营养等优点，解决了3D打印食品软材的原材料支撑性差、打印精度低等缺点，丰富了食品3D打印材料种类，具有广阔的市场前景。
本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1：
准确称取20g蛋白质溶于pH为7.0的PBS缓冲液中，搅拌均匀，置于微波炉中，其中微波参数为：微波功率为300W，微波时间为2min，料液比为1:5，获得改性蛋白质；
将低筋粉、洋前车子壳粉与改性蛋白质按比例进行配粉，得到蛋白复合粉；按照重量百分比计,其中改性蛋白质55％，洋前车子壳粉10％，低筋粉10％；
蛋白复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按比例混合，按照重量百分比计，其中奇亚籽10％、食用盐1％、脱脂乳粉0.5％、凝固剂0.02％、稳定剂3％；将椰子油、甜味剂按比例混合，得到混合好的复合粉；
按照重量百分比计其中甜味剂10％、椰子油5％，加入30％水，混合后利用均质机制成稳定溶液，与混合好的复合粉搅拌均匀形成适用于3D打印的食品软材即低GI软材，注入3D食品打印机进料筒中进行打印，将打印好的饼干置于烤箱，上下火温度均为150℃，焙烤10min得到低GI饼干。
实施例2：
准确称取25g蛋白质溶于pH为7.0的PBS缓冲液中，搅拌均匀，置于微波炉中，其中微波参数为：微波功率为400W，微波时间为5min，料液比为1:6，获得改性蛋白质；
将低筋粉、洋前车子壳粉与改性蛋白质按比例进行配粉，其中改性蛋白质50％，洋前车子壳粉8％，低筋粉8％，混合均匀,得到蛋白复合粉；
将得到的蛋白复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按比例混合，其中奇亚籽15％、食用盐1.5％、脱脂乳粉1.0％、凝固剂0.02％、稳定剂3％，得到混合好的复合粉。
将椰子油、甜味剂按比例混合，其中甜味剂15％、椰子油10％，加入40％水，混合后利用均质机制成稳定溶液，与混合好的复合粉搅拌均匀形成适用于3D打印的食品软材即低GI软材，注入3D食品打印机进料筒中进行打印，将打印好的饼干置于烤箱，上下火温度均为150℃，焙烤10min得到低GI饼干。
实施例3：
准确称取30g蛋白质溶于pH为7.0的PBS缓冲液中，搅拌均匀，置于微波炉中，其中微波参数为：微波功率为500W，微波时间为7min，料液比为1:7，获得改性蛋白质；
将低筋粉、洋前车子壳粉与改性蛋白质按比例进行配粉，其中改性蛋白质45％，洋前车子壳粉5％，低筋粉5％，混合均匀，得到蛋白质复合粉；
蛋白质复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按比例混合，得到混合好的复合粉，其中奇亚籽20％、食用盐2％、脱脂乳粉1.5％、凝固剂0.02％、稳定剂3％；
将椰子油、甜味剂按比例混合，其中甜味剂20％、椰子油15％，加入35％水，混合后利用均质机制成稳定溶液，与混合好的复合粉搅拌均匀形成适用于3D打印的食品软材，注入3D食品打印机进料筒中进行打印，将打印好的饼干置于烤箱，上下火温度均为150℃，焙烤10min,得到低GI饼干。
将实施例1-3制得的3D打印的饼干进行GI值测定结果如图2所示，将实施例1-3制得的3D打印的饼干进行质构测定结果如表1所示。
表1为3D打印的饼干质构测定结果测试结果
对比例1
准确称取30g未改性蛋白质，将低筋粉、洋前车子壳粉与改性蛋白质按比例进行配粉，其中未改性蛋白质45％，洋前车子壳粉10％，低筋粉10％，混合均匀，得到蛋白质复合粉；
蛋白质复合粉与奇亚籽、食用盐、脱脂乳粉、凝固剂、稳定剂按比例混合，得到混合好的复合粉，其中蛋白复合粉75％、奇亚籽20％、食用盐2％、脱脂乳粉1.5％、凝固剂0.02％、稳定剂3％；
将椰子油、甜味剂按比例混合，其中甜味剂20％、椰子油15％，加入35％水，混合后利用均质机制成稳定溶液，与混合好的复合粉搅拌均匀形成适用于3D打印的食品软材，注入3D食品打印机进料筒中进行打印，将打印好的饼干置于烤箱，上下火温度均为150℃，焙烤10min,得到低GI饼干。
制得的饼干升糖指数偏高，打印成型稳定性差，易坍塌不易堆叠成型。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
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