论文荐读
明胶基可食墨水的制备及其书写绘画应用
作者：杨雨馨1，程杨1，朱俊成1，乔世豪1，马良1,2,3，王洪霞1,2,3*，张宇昊1,2,3*
单位：
1．西南大学 食品科学学院
2．川渝共建特色食品重庆市重点实验室
3．发光分析和分子传感教育部重点实验室
基金项目：
国家自然科学基金面上项目（31972102）；国家自然科学基金青年项目（32202072）；十四五国家重点研发计划项目（2021YFD21001005）；重庆市技术创新与应用发展专项重点项目（cstc2021jscx-cylhX0014）
摘要及关键词
摘要：该研究采用高效机械耦合工艺（机械多级搅拌+高压低时剪切球磨）制备以明胶为连接料、水溶性天然色素为（栀子蓝、胭脂虫红和栀子黄）色料、甘油为助剂的一系列可食墨水。结果表明，当栀子蓝、胭脂虫红和栀子黄的添加量分别为0.75、0.70、0.65 g/mL时，明胶基可食墨水体系的色彩呈现度和三阶段触变性测试（3 interval thixotropy test，3ITT）触变恢复率最好；明胶质量浓度1.0 g/L时，明胶基可食墨水体系有较好的稳定性和分散特性，表现为较好的冻融稳定性和低沉降率；此外，加入0.1%（体积分数）甘油可以改善明胶基可食墨水体系的离心稳定性和流变特性（触变指数）。实验表明，以明胶为连接料、水溶性天然色素为色料、甘油为助剂可制备绘画书写表现优秀的、相对稳定的可食墨水体系，为可食墨水的研发和食品应用提供借鉴。
关键词：明胶；水溶性天然色素；可食墨水；栀子蓝；胭脂虫红；栀子黄
主要结论
1、色素量的优化
图1、图2可见当明胶基墨水中含有0.75 g/mL Gb、0.70 g/mL Cc和0.65 g/mL Gy时，可食墨水体系具有较高的色彩呈现度、触变恢复率和打印适用性，固定此添加量作为后续研究的基础。
图1 明胶基可食性墨水ΔE和样品图
Fig. 1 ΔE and sample chart of gelatin-based edible ink
图2 明胶基可食墨水的触变恢复率
Fig. 2 Thixotropic recovery rate of gelatin-based edible ink
2、明胶量的优化
由图3、图4可见1.0 g/L Ge水溶液制备的可食性墨水体系具有较好的稳定性和分散特性，能克服低温凝固，在低浓度可有效分散和负载Gb、Cc和Gy，可以用于进行后续的实验。
图3 明胶基可食墨水栀子蓝、胭脂虫红和栀子黄的冻融稳定性
Fig. 3 Freeze-thaw stability of gelatin-based edible Gb, Cc and Gy ink
图4 明胶基可食墨水的沉降率
Fig. 4 Sedimentation rate of gelatin-based edible ink
3、可食性墨水的润滑性
由图5、图6可见当甘油浓度为0.1%（体积分数）时，明胶基可食性墨水体系的离心稳定性和触变指数最佳，甘油分子诱导氢键的缔合作用，可以保证可食性墨水体系实际应用时的书写体验。将此条件下的三色明胶基可食墨水分别灌装入空马克笔中进行实际书写，书写基材包括纸张和食品。由图7可以看出，三色明胶基可食性墨水实际在绘画时清晰明亮、呈色鲜活，书写文字时润滑流畅，具有较高的书写绘画、食品装饰和食品DIY的潜力。
图5 明胶基可食性墨水的离心稳定性
Fig. 5 Centrifugal stability of gelatin-based edible ink
图6 明胶基可食墨水的触变指数
Fig. 6 Thixotropic index of gelatin-based edible ink
图7 明胶基可食墨水马克笔在纸张和食品表面手绘和书写表现和绘画过程
Fig. 7 Hand-drawn and written expression on paper and foods surfaces and painting process of the marker pen made of gelatin-based edible ink
结论：本文利用色差、3ITT测试分析得到三色明胶基可食墨水中Gb、Cc和Gy的最优添加量分别为0.75 g/mL、0.70 g/mL、0.65 g/mL；分析冻融稳定性、沉降率，得到明胶基可食墨水的最优明胶添加量为1.0 g/L；最终通过离心稳定性、触变指数确定明胶基可食墨水甘油添加量为0.1%（体积分数）时体系分散性最好，有利于其实际的食品工业应用。因此，以明胶为连接料、水溶性天然色素（Gb、Cc、Gy）为色料、甘油为助剂可制备性质稳定的三色明胶基可食墨水，最优配方的墨水借助马克笔在纸张和食材表面实际绘画时呈色鲜活，书写文字时润滑流畅，具备书写绘画、食品表面装饰和食品创意DIY的潜力，为应用于食品工业提供参考。
团队简介
西南大学食品科学学院食品加工副产物高值化利用团队由张宇昊教授牵头组建，现有教授3人，副教授5人，讲师4人，博士研究生10人，硕士研究41人，近年来主要围绕典型加工条件下蛋白多尺度结构变化与功能调控，基于食品加工副产物的乳化体系构建、调控与应用，食品加工副产物来源的新型材料等三个方面开展了深入研究。团队近年来承担完成国家重点研发计划专项、国家自然科学基金、重庆市新冠肺炎疫情应急科技攻关专项、重庆市自然基金、川渝联合实施重点研发项目等国家省部级项目30余项，企业横向项目10余项。
通
信
作
者
张宇昊，男，西南大学食品科学学院院长，教授，博士生导师，丹麦哥本哈根大学访问学者，重庆市高等学校优秀人才计划入选者，重庆市科学技术带头人（后备人选），重庆市生态渔产业体系岗位科学家，中国食品科学技术学会青年工作委员会委员，中国畜产品加工研究会理事，重庆市食品工业协会副理事长，重庆市水产学会常务理事，川渝共建特色食品重庆市重点实验室主任，《食品工业科技》、《食品研究与开发》等期刊编委，《食品科学》期刊青年编委，Food Hydrocolloids，Food Chemistry等国际期刊审稿人。主要从事动物性蛋白质功能及其构效、动物性食品加工副产物利用、乳液与水凝胶、水产品加工方面的研究。第一或通讯作者发表相关学术论文100余篇，其中SCI收录40余篇。获得国家发明专利9项，国家实用新型专利2项，中华农业科技奖科学研究成果一等奖1项，中国粮油学会科学技术一等奖1项，中国食品产学研创新发展高峰论坛优秀科研成果奖2项，中国农业科学院科技成果二等奖1项。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目，国家重点研发计划子课题，重庆市新冠肺炎疫情应急科技攻关专项，重庆市基础科学与前沿技术研究重点项目，川渝联合实施重点研发项目，中国博士后基金特别资助项目等项目20余项。
通
信
作
者
王洪霞，女，博士/副教授。主要研究方向：生物大分子互作调控；蛋白体系流变学与结构功能关系；绿色可降解功能包装；3D/4D打印个性化产品定制。 基本情况：《包装工程》青年编委，Food hydrocolloids、Food Chemistry、Carbohydrate Polymers、Additive Manufacturing等期刊审稿专家。主持国家自然科学基金项目、重庆市面上基金项目等。目前以一作/通讯作者发表学术论文40余篇（SCI论文30余篇），文章主要发表在Food hydrocolloids、Food Chemistry 和Journal of Agriculture and Food chemistry等期刊上，ESI高被引4篇，热点论文1篇，参编中文书籍2篇、英文书籍1篇，授权发明专利2项。
引用格式
杨雨馨, 程杨, 朱俊成, 等. 明胶基可食墨水的制备及其书写绘画应用[J]. 食品与发酵工业, 2024, 50(13): 123-128.
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图文供稿| 作 者
编辑排版| 郑 越
内容审核| 陈雅薇
