◎ 董琳琳，田 露，肖 鳳，施鑫園

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，吉林 吉林 132101）

3D打印技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字模型文件，利用原材料直接構(gòu)建設(shè)計(jì)模型的增材制造技術(shù)[1]。食品3D打印技術(shù)以粉狀、液體或糊狀材料為原料，通過多噴嘴注射、三維平面打印、自動(dòng)涂層或熔融沉積等方式，生產(chǎn)出不同形狀的食品[2]。與傳統(tǒng)食品加工相比，3D打印食品更加靈活、生產(chǎn)工藝更加簡單，并可根據(jù)不同需求進(jìn)行定制式加工，安全可靠，品質(zhì)有保障。充分展現(xiàn)出食品加工的個(gè)性化，方便個(gè)人飲食的不同需求組合，產(chǎn)品新穎，成為時(shí)下食品加工領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)技術(shù)之一[3]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛里脊肉、雞蛋、精制食用鹽、純凈水以及土豆淀粉，均采購于吉林大潤發(fā)商貿(mào)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

3D打印機(jī)（杭州時(shí)印科技有限公司）；食品級(jí)自封袋（市售）；小型手持料理機(jī)（青島試驗(yàn)用品有限公司）；PL203型電子分析天平（上海精密儀器廠）；游標(biāo)卡尺（杭州工具量具有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

牛里脊肉→清洗→切塊→煮制→攪碎→斬拌（加入淀粉、精鹽）→3D打?。ㄔO(shè)置打印參數(shù)）→成品[4]。

1.3.2 感官試驗(yàn)設(shè)計(jì)

感官評審人員由5名專業(yè)食品加工人員組成，考察色澤（20%）、氣味（15%）、外觀形狀（35%）以及彈性（30%），并進(jìn)行綜合評分賦分，取平均值，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1[5]。

表1 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)考察食鹽添加量（1.5 g、2.5 g、3.5 g、4.5 g和5.5 g）、淀粉與面粉添加比（1∶0.5、1∶1.5、1∶2.5、1∶3.5和1∶4.5）、食用油脂添加量（2 g、3 g、4 g、5 g和6 g）對3D打印牛肉糜品質(zhì)的影響，為進(jìn)一步工藝優(yōu)化做準(zhǔn)備。

1.3.4 正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以食鹽添加量、淀粉與面粉添加比、食用油脂添加量3個(gè)因素作為自變量，感官評分為因變量，設(shè)計(jì)L9（33）正交試驗(yàn)，確定3D打印牛肉糜的最佳加工工藝。

2 結(jié)果與分析

2.1 3D打印牛肉糜單因素結(jié)果分析

2.1.1 食鹽添加量對3D打印牛肉糜品質(zhì)的影響

設(shè)定淀粉與面粉添加比為1∶2.5、食用油脂添加量為4 g，考察不同食鹽添加量（1.5 g、2.5 g、3.5 g、4.5 g和5.5 g）對牛肉糜品質(zhì)的影響，根據(jù)感官評分分值確定食鹽添加量的最佳條件。結(jié)果見圖1。

根據(jù)圖1可知，食鹽添加量在1.5～3.5 g時(shí)，感官分值出現(xiàn)急劇上升趨勢，這是由鹽的咸味閾值決定的，同時(shí)鹽在溶膠制品加工過程中能夠溶解肌動(dòng)球蛋白，使糜狀肌肉調(diào)水后黏稠，從而影響牛肉糜的黏性和膠體性質(zhì)。持續(xù)添加食鹽，牛肉糜感官分值顯著下降，影響口味及其他品質(zhì)，因此，最佳的食鹽添加范圍為2.5～4.5 g。

2.1.2 淀粉與面粉添加比對3D打印牛肉糜品質(zhì)的影響

設(shè)定鹽添加量為3.5 g，食用油脂添加量為4 g，考察不同淀粉與面粉添加比（1∶0.5、1∶1.5、1∶2.5、1∶3.5以及1∶4.5）對牛肉糜品質(zhì)的影響，根據(jù)感官評分分值確定淀粉與面粉添加比的最佳條件。結(jié)果見圖2。

由圖2可知，淀粉與面粉的添加比變化，隨著面粉添加比例增大，感官分值呈現(xiàn)上升趨勢，在1∶2.5時(shí)，感官分值最高。持續(xù)增加面粉量，感官分值下降，這是因?yàn)榈矸叟c面粉的性質(zhì)決定的，面粉能夠使制品的黏度和附著力增強(qiáng)。因此，最佳的淀粉與面粉添加比范圍為1∶1.5～1∶3.5。

2.1.3 食用油脂添加量對3D打印牛肉糜品質(zhì)的影響

設(shè)定食鹽添加量為3.5 g，淀粉與面粉添加比為1∶2.5時(shí)，考察不同食用油脂添加量（2 g、3 g、4 g、5 g和6 g）對3D打印牛肉糜品質(zhì)的影響，根據(jù)感官評分分值確定3D打印牛肉糜的最佳食用油脂添加量。結(jié)果見圖3。

由圖3可知，增加油脂添加量，成品的感官分值穩(wěn)定上升，在添加食用油脂4 g時(shí)，其感官評分最高，當(dāng)添加量持續(xù)增加后，感官評分開始緩慢下降。這是由于油脂在牛肉糜加工中能有效提高成品的光澤和潤滑度，但過多則會(huì)對成品的黏度產(chǎn)生影響，因此最佳的食用油脂添加范圍為3～5 g。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 正交試驗(yàn)因素水平的確定

根據(jù)不同加工條件下3D打印牛肉糜成品的感官評分分值結(jié)果，確定食鹽添加量、淀粉與面粉添加比、食用油脂添加量3因素條件范圍，具體因素水平見表2。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表

2.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以食鹽添加量（A）、淀粉與面粉添加比（B）、食用油脂添加量（C）3個(gè)因素作為自變量，感官評分為因變量，設(shè)計(jì)L9（33）正交試驗(yàn)，確定3D打印牛肉糜加工工藝的最佳參數(shù)組合，結(jié)果見表3。

表3 L9（33）正交分析表

從表3結(jié)果的極差R分析可知各因素對3D打印牛肉糜品質(zhì)的影響程度不同，其主次順序?yàn)锽＞A＞C，表明淀粉與面粉添加比對牛肉糜品質(zhì)的影響最大，食鹽添加量因素次之，食用油脂因素影響較小。根據(jù)K值可知最優(yōu)組合為A2B2C2，綜合感官評分為90.70分；正交表中第5組A2B2C3感官得分為92.33分，因此結(jié)合兩組組合得分情況進(jìn)行對比試驗(yàn)。經(jīng)3次試驗(yàn)重復(fù)，其中A2B2C3組合感官評分為93.0分，但是成品容易變形，彈性稍差，而A2B2C2組合感官評分為90.5分，但其成品品質(zhì)比A2B2C3組合更好。表明該試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷淖罴呀M合應(yīng)為A2B2C2組合，因此3D打印牛肉糜的最佳工藝為：食鹽添加量為3.5 g，淀粉與面粉添加比為1∶2.5，食用油脂添加量為4 g，此加工條件下的牛肉糜色澤鮮明亮麗、香氣濃郁、外形穩(wěn)固不易變形、外表光滑、彈性佳及按壓回彈效果好。

3 結(jié)論

以新鮮牛里脊肉為原材料，以感官分值為指標(biāo)，通過考察食鹽添加量、淀粉與面粉添加比和食用油脂添加量對3D打印牛肉糜品質(zhì)的最適條件，建立正交試驗(yàn)優(yōu)化模型，得出3D打印牛肉糜的最佳工藝為：食鹽添加量為3.5 g，淀粉與面粉添加比為1∶2.5，食用油脂添加量為4 g，此條件下3D打印牛肉糜的品質(zhì)最佳。