减糖时代,3D打印分层技术有望成降糖黑科技
时间:2021-11-22
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在全球范围内,由于高糖摄入对人类健康的负面影响以及膳食总糖摄入量高于推荐量,消费者对低糖食品的需求不断增加,这间接推动天然代糖健康原料的发展,比如赤藓糖醇、甜叶菊、罗汉果、阿洛酮糖等。越来越多的科学研究数据发发现,高糖饮食对健康的影响包括体重增加、机体代谢、龋齿和口腔健康不佳,世界卫生组织 (WHO) 建议游离糖占总能量摄入量的10%以下

基于日常糖摄入过量的问题,欧美国家已经开始征收“糖税”,尤其是含糖的软饮料首先被开到。截至目前,“减糖/降糖”在我国也已经被提上国家议程。《健康中国行动(2019-2030)》指出,政府将限制高糖食品的生产销售,推动低糖或无糖食品的生产与消费,减糖已经成为食品饮料行业的趋势热点之一


低糖产品,不止是代糖原料

传统上,低糖降糖产品的实现都是以“低卡/低热量/天然”的天然甜味剂替代部分蔗糖而实现。产品消费升级的背后推动了以赤藓糖醇为代表的原料快速发展,研究人员纷纷在开发新型的代糖原料,比如纤维糖、甜蛋白等。Valuates Reports市场数据显示,预计2026年,全球天然甜味剂市场规模预计将从2020年的224.9亿美元增长到到279.4亿美元,复合年增长率为3.7%。

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图源:千图网

然而,低糖产品的实现,不止是通过代糖原料的实现,技术也可以实现。

近日,加拿大和越南的研究人员开发出一种3D打印巧克力的方法,这种巧克力的含糖量更低,但尝起来却和常规巧克力一样甜。该过程包括使用3D打印机将不同糖浓度的巧克力进行分层,然后由研究小组评估样品的感官质量和甜度。

研究人员发现,含糖量为41.6%的巧克力样品与对照组(含糖量为51.5%)的甜度相似,感官品质没有任何变化。同时,通过3D打印技术能够将高糖和低糖巧克力分层,在不改变整体甜味感知和整体喜好的情况下,可将糖减少19%。目前,该项研究结果已经发表在《食品》杂志上面。


巧克力开始不“甜”了

关于具体的实施方法,研究人员首先从加拿大的一家超市购买两种瑞士黑巧克力,47%的黑巧克力被认为含糖量高,72%的黑巧克力被认为含糖量低。

具体的操作如下,将巧克力加热到45至55摄氏度,然后冷却到27摄氏度,冷却后的巧克力被送入3D打印机的双挤出机,并在28摄氏度(低糖巧克力)或32摄氏度(高糖巧克力)的设定温度下进行打印。

此外,这些巧克力被分层成六种不同的组合,放在一个圆柱体中,以产生不同类型的%糖浓度(w/w),这些组合分别如下图:

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  六个三层空心圆柱体样品及其总糖浓度百分比(w/w),其中H代表高糖层 (51.5%),L代表低糖层 (26.7%)。

图源:Foodnavigator

 -高-高样本的含糖量为51.5%,与杂货店出售的传统巧克力相当,所以它被用作对照或非减糖巧克力。研究人员选择3D食品打印,是因为与使用模具的传统方法相比,3D食品打印是一种更精确、更高效的方法来制作巧克力层,并为用户提供了根据需要创建不同形状的分层设计的灵活性。 

研究人员将巧克力研发出来后,艾伯塔大学的72名18岁以上的学生和工作人员被招募来进行感官评估,这些参与者喜欢吃牛奶巧克力和黑巧克力,而且经常吃。他们完成了一份在线问卷,询问六种样品的甜度和他们的喜好。

 从结果来看,所有的样品在5点量表上被评为不太甜到中等甜(2.3-3.3)。同时,6个样本的总体喜好没有显著差异,他们的喜好都是轻微或适度的。高-低-高和低-高-高的组合,其甜度与对照样品相当,是首选。 

两种样品的含糖量为41.6%,比对照(51.5%)组19%。在低-低-低(26.7%)、低-低-高(34%)和低-高-低(34.9%)的其他组合中,参与者发现糖的含量出现降低。 

研究人员表示,高糖和低糖巧克力层的位置与感知的甜味强度和暂时的感觉轮廓有关。例如,底部高糖层的巧克力样品尝起来和对照组样品一样甜,尽管它的总体糖含量更低。

 3D打印的巧克力在顶部和底部都有高糖层(high-low-high),与最甜的对照样品(high-high-high)的时间感觉剖面最相似。糖的空间分布可以通过 3D 食品打印 (3DFP) 实现,使用双挤出机 3D 食品打印机创建不同糖浓度的交替巧克力层。


3D 产品开发趋势

这些发现表明,通过3D打印分层减少19%的糖含量不会影响感知到的整体甜味和整体喜好。未来的研究可以利用3D打印技术来生成不同数量的巧克力层,层之间的浓度梯度和所有可能的分层顺序,以更清楚地描述这些变量对感知时间感觉轮廓和整体甜味的影响。 

在全球范围内,由于高糖消费对人类健康产生负面影响,人们对降糖食品的需求日益增加。研究人员表示,食品行业有动力继续研究降糖策略,以实现具体的降糖目标。


3D食品打印是一种新兴的开发新产品的技术,3D食品打印是通过将原材料逐层沉积来完成的,因此可以观察到阶梯效应,可用于再制造或装饰饼干或巧克力等食品。这种分层的沉积在提供新的咀嚼体验方面起着关键作用,例如 3D 打印口香糖为消费者提供了一种在口腔中咀嚼分层的新效果。


01 减糖陷入内卷,海藻糖是否具有代糖的潜力?

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03 代糖市场持续火热,“纤维糖”会成为下一个热点吗?


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