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3D打印技术制备藜麦基阿片茴香强化饼干，研究流变学特性、营养成分及感官评价。发现阿片茴香浓度0.1%-2%显著提升弹性模量（G’）至449 kPa，增强结构稳定性，同时提高抗氧化活性（97.59%）和抗糖尿病酶抑制率（85%），但感官接受度仅达0.5%阿片茴香水平。
Aneesa Ayoub|Adil Gani|Rahiya Rayees|Asima Shah|Mehvesh Mushtaq
印度查谟和克什米尔地区斯利那加Hazratbal，克什米尔大学食品科学与技术系，邮编190006
摘要
本研究旨在探讨使用优化后的无麸质墨水配方通过3D打印技术制作高粱基饼干的可行性，并评估不同添加量（0-2%）的Artemisia absinthium（AA）对饼干性能的影响。3D打印完成后，样品经过烘焙和性能测试。流变分析表明，所有墨水配方（包括对照组0% AA、T1（0.1% AA）、T2（0.5% AA）、T3（1% AA）、T4（1.5% AA）和T5（2% AA）的G’和G''均随浓度增加而上升，表现出以弹性为主的力学行为（G' > G''），其中T5的储能模量（G’）最高。值得注意的是，G′从对照组的约59 kPa显著增加到T5组的约449 kPa，表明添加AA后饼干的结构完整性和可打印性得到了提升。蠕变和恢复测试显示，含有较高AA含量的墨水具有更低的蠕变率。TPC值从对照组的37.64 mg GAE/g增加到T5组的67.62 mg GAE/g，DPPH自由基清除活性从对照组的55.42%增加到T5组的97.59%。α-淀粉酶抑制率从对照组的69%增加到T5组的85%，α-葡萄糖苷酶抑制率从对照组的43%增加到T5组的83%，尤其是含有最高AA含量的饼干表现出最明显的抑制效果。硬度及脆性等质地参数也随AA浓度的增加而提高。感官评估显示，消费者可接受的最大AA添加量为0.5%（T2组），而1%（T3组）、1.5%（T4组）和2%（T5组）的饼干则不被接受。添加Artemisia absinthium可提升3D打印产品的流变学、营养价值和质地特性。
引言
功能性食品的需求以及新型食品加工技术的结合为创新食品产品的开发开辟了新途径。基于挤压的3D打印是一种先进的制造技术，可用于制造复杂的食品结构[1]。这种技术能够实现食品产品形状、大小、质地和营养成分的定制，有助于提升食品的口感和满足营养需求，因此在功能性食品开发中具有重要意义[1]。高粱（Sorghum bicolor）是一种在干旱和半干旱地区重要的作物，对于生产营养食品至关重要[2]。多项研究探讨了其营养成分和生物活性成分，如植物化学物质、非淀粉多糖、淀粉、脂肪和蛋白质[3]。这些成分被认为有助于调节饱腹感、维持能量平衡、调节脂质代谢和控制血糖水平[4]。先前的研究还表明Artemisia absinthium具有调节肠道微生物、抗炎和抗氧化作用[5,6]。此外，由于人们对无麸质饮食的健康益处以及小麦过敏和乳糜泻等与麸质相关疾病的认识增加，基于小米的产品市场也得到了显著发展[7]。尽管高粱营养价值高，但其高淀粉含量使其在加热时能够糊化，从而提高挤出稳定性和形状保持能力[8]。然而，由于高粱不含麸质，其可打印性主要依赖于淀粉糊化、水合作用和颗粒间的相互作用[8]。Artemisia absinthium（苦艾）是一种原产于北印度的植物，含有多种生物活性化合物（如黄酮类、青蒿素和侧柏酮），具有抗病毒、保护心脏、抗炎、保肝、抗菌、降血糖和促进伤口愈合的功效[9]。在食品工业中，它被广泛用于制造酒类、开胃酒和苦味剂[10]。其药膏可外用于缓解肌肉和关节僵硬及促进瘀伤愈合[11]。尽管Artemisia absinthium具有巨大的药用潜力，但由于其含有的苦味成分（如倍半萜、内酯和侧柏酮）会影响食品的口感和整体接受度，因此在食品中的应用受到限制。适当添加Artemisia absinthium可作为功能性成分，提升食品的功能性。将Artemisia absinthium与其他食材结合使用，可以改善食品的产品特性。
添加Artemisia absinthium的小米基无麸质饼干的开发为功能性食品的开发提供了新方向。然而，3D打印产品所使用的墨水需具备适当的流变学特性。本研究旨在验证添加不同浓度Artemisia absinthium的高粱-小米混合物是否适合3D打印应用，同时评估其在不使用任何粘合剂的情况下形成各种结构的能力。此外，3D打印技术能够生成视觉上复杂且吸引人的高粱基饼干形状，提高4-8岁儿童的接受度，并提供足够的蛋白质以满足他们的日常需求。通过将Artemisia absinthium加入饼干中，可以控制其含量，探索其作为独特风味来源或功能性成分的潜力。本研究旨在分析Artemisia absinthium粉末对高粱饼干物理化学、流变学、质地和营养特性的影响。
材料与方法
高粱（Sorghum bicolor L.）从印度斯利那加Maisuma的商业市场采购。分析前，样品经过清洗以去除灰尘、土壤颗粒、石子和秸秆等杂质，并使用实验室研磨机研磨成细粉，含水量为10.33%，粒径为75 μm。Artemisia absinthium（AA）从克什米尔大学植物园采集后进行冷冻干燥。
频率扫描测试
对于3D打印而言，弹性行为（G' > G''）的体现至关重要，因为它决定了挤出过程中的形状保持能力[28]。图1展示了含不同量AA粉末的无麸质墨水的频率扫描结果。所有配方均表现出凝胶状的弹性行为，储能模量（G'）高于损耗模量（G''），表明其具有固体样的粘弹性。
结论
综上所述，本研究证实了使用3D打印技术制作添加了Artemisia absinthium的高粱基饼干的可行性。AA粉末在0.1%至2%的添加范围内显著改变了饼干的成分、烘焙参数、抗氧化能力和抗糖尿病特性。特别是，抗糖尿病和抗氧化活性随着AA含量的增加而显著增强。
本研究从美食学角度提供了多项启示，描述了无麸质3D打印产品的感官、营养和营养价值。基于小米的墨水具有不同的流变学特性，为厨师和食品开发者提供了多种无麸质产品的质地可能性。高粱的高粘度表明其可用于制备更粘稠的粘合剂，而较高的储能模量则表明其具有开发弹性食品的潜力。
作者贡献声明
Aneesa Ayoub：负责撰写初稿、方法设计、实验实施和数据分析。Adil Gani：负责数据可视化、项目监督和概念构思。Asima Shah：负责撰写和编辑内容。Rahiya Rayees：负责撰写和编辑内容。Mehvesh Mushtaq：负责撰写和编辑内容。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢NFST和GOI为Aneesa Ayoub提供的JRF奖项，以及DST-FIST对克什米尔大学食品科学与技术系的财政支持。
