CN112970808A - 一种基于3d打印技术的营养健康发芽青稞饼干及其制作方法 - Google Patents

一种基于3d打印技术的营养健康发芽青稞饼干及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于3D打印技术的营养健康发芽青稞饼干及其制作方法，该饼干的配方由如下重量份数的原料组成：发芽青稞粉30～100份、小麦粉0～70份、菊粉5～15份、黄豆粉5～15份、赤藓糖醇20～30份、罗汉果甜苷0.01～0.1份、椰子油15～80份、水60～110份。其中，发芽青稞粉含有丰富的Γ‑氨基丁酸、β‑氨基酸、多酚等生物活性物质，营养价值极高。此外，本发明通过复配蛋白质、膳食纤维等营养物质，并采用赤藓糖醇和罗汉果甜苷替代白砂糖，椰子油替代黄油，进一步提高了发芽青稞饼干的营养价值和保健价值。本发明的饼干不仅工艺简单、快捷，且成品图案精美、营养丰富、GI值低，具有可观的市场潜力。

Description

一种基于3D打印技术的营养健康发芽青稞饼干及其制作方法
技术领域
本发明属于食品3D打印领域，具体涉及一种基于3D打印技术制作营养健康发芽青稞饼干的方法。
背景技术
近年来，随着生活水平的提高，人们对食品的要求逐渐严苛，有健康意识的消费者开始寻找在快节奏的生活常态下满足既可快速补充能量又提供机体不同营养元素的方便食品。饼干作为常见的方便食品，深受消费者的喜爱。目前市场上普通类型的饼干一般由小麦粉、黄油、白砂糖等为原料，经调粉、成型、烘烤等工序制成，具有高糖、高脂、高GI值(血糖生成指数)等特点，长期摄入可能会引起肥胖症、高血压、高血脂等多种疾病。因此，新型营养健康饼干的创制具有非常好的市场前景和应用价值。目前行业内主要采用添加杂粮粉或者功能因子来赋予饼干更高的营养功能，但这同时也存在着诸如制作工艺复杂、功能因子活性差、口感粗糙、产品形式不丰富等不足。因此可从优化原料配比以及协同个性化加工方式等方面通过运用食品组分之间的相互作用关系来调控其消化性能及GI值从而提高饼干的营养功能，具有更高的现实意义和应用价值。
青稞是我国青藏高原地区的特色农作物，具有高蛋白、高纤维、高维生素、低脂肪、低糖等特点。不仅如此，青稞还是一种低GI食品，经常食用青稞制品对人体的健康有很大的益处，尤其是对糖尿病、肥胖症、心血管疾病等慢性疾病的预防和控制。发芽是一种提高谷物营养和药用价值的经济且有效的方法，在发芽过程中，谷物中的淀粉，脂肪和蛋白质等大分子被水解为新的成分，进而改善了谷物的营养和感官特性(GAN R Y,LUI W Y,etal.Bioactive compounds and bioactivities of germinated edible seeds andsprouts:An updated review[J].Trends in Food Science&Technology,2017(59).1-14.)。青稞种子发芽后，其营养成分的组成和含量都发生了变化，不仅具有更高的抗氧化活性和总酚、总黄酮的含量(GE X,SALEH AS M,et al.Germination and drying inducedchanges in the composition and content of phenolic compounds in naked barley[J].Journal of Food Composition and Analysis,2020(95):103594.)，而且其β-葡聚糖抗氧化和抗炎的作用显著增强，尤其是β-葡聚糖对炎症期间肠道的保护能力增强(孙昌武,谢云飞,姚卫蓉等.发芽处理对青稞β-葡聚糖抗氧化和抗炎作用的影响[J].食品工业科技,2020,41(17):308-313.)。此外，青稞发芽后γ-氨基丁酸(GABA)含量显著增加(凌志洲,陈甜妹,刘霭莎等.萌动条件对萌动青稞中γ-氨基丁酸含量的影响[J].食品科技,2019,44(11):78-83.)。已有研究表明，γ-氨基丁酸具有降血压、改善脑机能，促进生长激素分泌，活化肾功能、肝功能等多种生理功能(张晖,姚惠源,姜元荣.γ-氨基丁酸的功能性及其在稻米制品中的富集利用[J].粮食与饲料工业,2002(08):41-43.)。随着全球保健食品的飞速发展，发芽青稞产品的开发和利用受到了国内外食品专家的关注，成为一种新型食品的开发热点(申瑞玲,绍舒,董吉林.萌动青稞研究进展[J].粮油食品科技.2015,23(3):21-25.)。因此将发芽青稞作为主要原料创制新型营养健康饼干具有很高的市场价值。
热挤压3D打印技术是一种新兴的增材制造技术，主要应用于个性化食品的定制，它的出现不仅彻底颠覆了传统模具制造的理念，缩短了传统加工工艺中从原料到成品各环节所需要的加工时间，而且有效降低了生产成本，减少了资源消耗。除此之外，热挤压3D打印技术还可以根据消费者的喜好个性化地定制食品的外观、口感和营养特性，且其智能化、可视化的打印过程增添了产品的趣味性，上述这些功能满足了消费者对理想食品的情感需求，赋予了3D打印食品以巨大的产品竞争力和附加值(曹国超.3D打印技术在我国食品加工行业中的应用与发展前景分析[J].现代食品,2020(15):114-116.)。此外，热挤压3D打印过程由于仅涉及剪切力、热能和水分子作用，具有绿色环保等特点。不仅如此，剪切力、热能和水分子的共同作用可促进食品组分之间的相互作用，进而降低其消化性能。因此，协同利用热挤压3D技术创制营养健康发芽青稞产品在赋予其独特个性化产品外观的同时，能进一步提高其营养功能，从而实现个性化低GI新型营养健康饼干的快速智能化制造。
纵观研究现状，虽然目前有利用发芽来提高青稞产品营养功能方面的研究，但以发芽青稞粉制作饼干的研究和专利较为缺乏，同时协同热挤压3D打印技术制作可个性化设计外观的低GI发芽青稞饼干的研究未见报道。
发明内容
本发明旨在提供一种基于3D打印技术的营养健康发芽青稞饼干及其制作方法，以期从丰富原料营养成分和个性化定制加工方法两个全新角度创制出具有营养价值高、个性化精美外观等优点的新型饼干产品。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种基于3D打印技术的营养健康发芽青稞饼干的制作方法，包括以下步骤：
(1)将预混的原辅料放入热挤压3D打印机中进行打印；
(2)将步骤(1)打印所得成品进行烘烤，即得营养健康发芽青稞饼干；
所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉30～100份、小麦粉0～70份、菊粉5～15份、黄豆粉5～15份、赤藓糖醇20～30份、罗汉果甜苷0.01～0.1份、椰子油15～80份、水60～110份。
优选的，所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50～100份、小麦粉0～50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32～62份、水60～88份。
优选的，所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50～80份、小麦粉20～50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32-44份、水83～88份。
优选的，步骤(1)所述打印的条件：打印温度为30～65℃，保温时间为0～12min，打印喷头的直径为0.8～1.2cm，挤出速度20～60mm/s，打印层厚0.2～1.0mm。
优选的，步骤(1)所述打印的条件：打印温度为30～40℃，保温时间为0～3min，打印喷头的直径为0.8～1.0cm，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6～0.7mm。
优选的，所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉80份、小麦粉20份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水86份；
所述打印的条件：打印温度为30℃，保温时间为0min，打印喷头的直径为0.8cm，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm。
优选的，所述发芽青稞粉的制备包括以下步骤：青稞籽粒经挑选、除杂、消毒后，用蒸馏水浸泡，擦干水分，置于恒温恒湿箱中进行发芽处理，处理后的青稞经干燥、磨粉、过筛备用。
优选的，所述发芽青稞粉的制备过程中，浸泡处理温度为20～35℃，时间为4～12h；发芽温度为20～35℃、时间为20～48h、湿度为85～100％；干燥温度为40～60℃、时间为4～10h.，粉碎粒度为80～120目。
优选的，所述预混是将液体和固体辅料一起简单混合并揉搓成团。
优选的，步骤(2)所述烘烤的温度为160～220℃，时间为10～30min。
由以上任一项所述的制备方法制得的一种营养健康发芽青稞饼干。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明结合科学配伍原料营养成分以及个性化定制营养健康食品的新颖理念，提出了以青稞发芽粉为主要原料结合热挤压3D打印的加工方法，获得了具有高营养价值和个性化新颖外观的发芽青稞饼干，具有较高的市场应用价值。
(2)本发明采用发芽青稞粉为主要原料，其具有丰富的总酚、总黄酮、β-葡聚糖以及GABA等生物活性物质，具有降血压、抗氧化、增强脑活力、调节激素代谢、预防肥胖、镇定安神等多种保健功效。将发芽青稞粉与菊粉、黄豆粉等进行复配，通过引入蛋白质和膳食纤维的方式进一步增强了饼干的营养价值。此外，本发明采用的热挤压3D打印技术涉及的温度场、力场及水分子的协同作用，可促进原料中主要组分之间的相互作用，有助于降低产品的消化性能及PGI值。本发明获得的发芽青稞饼干的最佳PGI值低至44.64(属于低GI食品范畴)。
(3)本发明通过同时优化发芽青稞饼干的原料配方以及热挤压3D打印技术加工参数，主要解决了传统杂粮饼干感官品质不优良的缺点，所得产品的感官评分最高可达90.6分，高于传统发芽青稞饼干10.9分。
附图说明
图1为实施例和对比例打印完和烘烤完的成品图，其中对比例1、4、7和9由于没有成功挤出，故没有烘烤成品图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，但本发明的实施方式并不仅限于此。
以下实施例和对比例采用的3D打印机均为SHINNOVE S2型热挤压3D打印机(时印科技有限公司)，所用烤箱均为KWS1538J-F5M型电烤箱(格兰仕公司)。
实施例1
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油62份、水60份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡6h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于45℃干燥10h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择0.8cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为30℃，保温时间为0min，挤出速度40mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例2
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油62份、水60份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡6h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于45℃干燥10h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为50℃，保温时间为4min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例3
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32份、水88份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为2min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例4
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉60份、小麦粉40份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水83份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择0.8cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为30℃，保温时间为1min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例5
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉70份、小麦粉30份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水83份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择0.8cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为3min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例6
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉80份、小麦粉20份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水86份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择0.8cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为30℃，保温时间为0min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例7
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉80份、小麦粉20份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水86份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为6min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.8mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例8
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉90份、小麦粉10份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水83份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为30℃，保温时间为0min，挤出速度30mm/s，打印层厚0.8mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例9
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉90份、小麦粉10份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水83份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为25℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过100目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为5min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.8mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例10
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉100份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水80份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为5min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
实施例11
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉100份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水80份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为25℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过100目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为50℃，保温时间为8min，挤出速度60mm/s，打印层厚0.8mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例1
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油62份、水48份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡6h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于45℃干燥10h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为30℃，保温时间为0min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.8mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例2
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油62份、水60份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡6h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于45℃干燥10h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为60℃，保温时间为12min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例3
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32份、水88份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为60℃，保温时间为14min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例4
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油62份、水60份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡6h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于45℃干燥10h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为80℃，保温时间为16min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例5
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油10份、水88份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为3min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例6
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉70份、小麦粉30份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水124份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择0.8cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为5min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例7
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉100份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32份、水64份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过80目筛即得。
(2)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为5min，挤出速度40mm/s，打印层厚0.8mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例8
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉0份、小麦粉100份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水83份。
3D打印成型的主要制备过程如下：
(1)3D打印成型：选择1cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为4min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm)，启动打印设备打印出模型。
(2)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例9
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉100份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水80份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡8h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽36h，将发芽后的种子于50℃干燥8h，粉碎过100目筛即得。
(2)3D打印成型：选择0.8cm的打印喷头，将预混的原辅料放入热挤压3D打印机的物料桶中准备打印，设置笑脸形状的打印条件(打印温度为40℃，保温时间为4min，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6mm)，启动打印设备打印出模型。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、20min。
对比例10
发芽青稞饼干的原辅料按重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50份、小麦粉50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油62份、水30份。
3D打印的发芽青稞饼干的主要制备过程如下：
(1)制备发芽青稞粉：将青稞籽粒在室温下于清水中浸泡6h，然后于温度为27℃、相对湿度为99％的条件下发芽40h，将发芽后的种子于45℃干燥10h，粉碎过80目筛即得。
(2)传统手工成型：将粉末状的原辅料预混搅匀后，缓慢加入椰子油捏至鱼肉松状后，加水并不断搅拌，控制面团的黏度，用小刀切下与实施例相同厚薄程度的圆片，并刻上笑脸图案。
(3)烘烤：用烤箱烤制，180℃、12min。
本发明对上述实施例和对比例进行了感官评定、质构和体外升糖指数测定试验，具体如下：
1.感官评定
选择10人作为感官评鉴员，对上述实施例及对比例按照表1进行感官评定。感官评定的标准如表1所示。
表1.感官评定表
Figure BDA0002985761390000171
2.质构实验
采用TA.XT Plus质构仪进行TPA测试。测试条件如下：测试探头：P/2；测前速度：5.0mm/s；测试速度：2.0mm/s；测后速度：5.0mm/s；探头下压距离为：10mm；压缩量：40％；感应力：5g。
3.体外升糖指数测定
称取1g(干基)样品于锥形瓶，加入玻璃珠和20mL蒸馏水，同时做空白对照。调节溶液pH＝1.2，加入质量浓度为2％的胃蛋白酶溶液1mL后于37℃孵化约10min，取0.5mL消化液测葡萄糖当量，记为0min的葡萄糖当量，同时调节孵化液pH＝5.2，加入5mL混合酶，继续在37℃孵化，分别在20、60、120、180min时取0.5mL消化液测葡萄糖当量，根据所测的葡萄糖当量计算样品在消化过程中的淀粉水解率。
Figure BDA0002985761390000181
以淀粉水解率为纵坐标，时间为横坐标，绘制样品的淀粉水解曲线，该曲线遵循一级反应方程式。计算曲线下面积(AUC)，并根据下述公式计算得到样品的水解指数(Hydrolysis Index，HI)和血糖生成指数(Predicted Glycemic Index，PGI)。
Figure BDA0002985761390000182
Figure BDA0002985761390000183
PGI＝39.71+(0.549×HI)
式中：tf代表消化终止时间(即180min)，t0代表消化起始时间(即0min)。
上述实施例及对比例的实物照片及感官评定、质构和PGI实验测定的结果如下：
1.实物照片：
上述实施例及对比例的实物照片见图1。
2.感官评定结果
表2.感官评定结果
Figure BDA0002985761390000191
Figure BDA0002985761390000201
3.质构测定结果
表3.质构测定结果
Figure BDA0002985761390000202
Figure BDA0002985761390000211
4.PGI测定结果
表4.PGI测定结果
Figure BDA0002985761390000212
Figure BDA0002985761390000221
根据实施例及对比例的结果可知：
(1)当原料配方一致时，所含发芽青稞粉的比例越高，所需3D打印头的尺寸越大，否则难以挤出。在能顺利挤出的前提下，3D打印头尺寸越小，成品图案越精细。当发芽青稞粉与小麦粉的比例介于50/50～80/20之间时成品饼干的感官品质较优；
(2)配方中的油/水含量及比例是决定饼干打印成型性以及成品品质的重要因素，若水或油含量过低，则可能导致浆料难以挤出或成品图案模糊(参考对比例1、5和7)，而当水或油比例过多时，则会导致打印产品不成型且易烤糊(参考对比例6)；
(3)当打印温度介于30～40℃之间时饼干的品质相对较好。在此区间内，打印温度越高，成品图案越精细，但同时质地也会更紧实发硬。若打印温度过高或保温时间过长，则浆料将难以挤出，而挤出速度和打印层厚相对而言对成品的影响较小；
(4)饼干的GI值随发芽青稞粉比例的增大而减小，但发芽青稞粉比例过高会使饼干的感官品质下降。
由此可看出，在利用3D打印技术制备低GI值发芽青稞饼干时，需同时满足对饼干口感的要求，合理调整配料配比及加工参数(可参考实施例1～11)，从而可获得兼具营养健康及良好口感的发芽青稞饼干。
以上为本发明的实施例和对比例，但需要明晰的是，本发明的专利范围并不局限于此，且凡是基于本发明的原理和精神对本发明中各原辅料以及加工方式进行的等效变换，均属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于3D打印技术的营养健康发芽青稞饼干的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将预混的原辅料放入热挤压3D打印机中进行打印；
(2)将步骤(1)打印所得成品进行烘烤，即得发芽青稞饼干；
所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉30～100份、小麦粉0～70份、菊粉5～15份、黄豆粉5～15份、赤藓糖醇20～30份、罗汉果甜苷0.01～0.1份、椰子油15～80份、水60～110份。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50～100份、小麦粉0～50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32～62份、水60～88份。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉50～80份、小麦粉20～50份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油32-44份、水83～88份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制作方法，其特征在于，步骤(1)所述打印的条件：打印温度为30～65℃，保温时间为0～12min，打印喷头的直径为0.8～1.2cm，挤出速度20～60mm/s，打印层厚0.2～1.0mm。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，步骤(1)所述打印的条件：打印温度为30～40℃，保温时间为0～3min，打印喷头的直径为0.8～1.0cm，挤出速度50mm/s，打印层厚0.6～0.7mm。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述原辅料按照重量份计，包括以下组分：发芽青稞粉80份、小麦粉20份、菊粉10份、黄豆粉10份、赤藓糖醇20份、罗汉果甜苷0.01份、椰子油44份、水86份；
所述打印的条件：打印温度为30℃，保温时间为0min，打印喷头的直径为0.8cm，挤出速度50mm/s，打印层厚0.7mm。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述发芽青稞粉的制备包括以下步骤：青稞籽粒经挑选、除杂、消毒后，用蒸馏水浸泡，擦干水分，置于恒温恒湿箱中进行发芽处理，处理后的青稞经干燥、磨粉、过筛备用。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述发芽青稞粉的制备过程中，浸泡处理温度为20～35℃，时间为4～12h；发芽温度为20～35℃、时间为20～48h、湿度为85～100％；干燥温度为40～60℃、时间为4～10h.，粉碎粒度为80～120目。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，步骤(2)所述烘烤的温度为160～220℃，时间为10～30min。
10.由权利要求1-9任一项所述的制作方法制得的一种营养健康发芽青稞饼干。
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