一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印材料的制作技术领域，尤其涉及一种应用于食品及医药领域的弹塑性3d打印材料的制作方法。
背景技术：
2.3d打印材料对于生产药用支架和特殊食品具有重要意义。制作3d打印材料使用的乳剂一般具有很高的粘性，通过3d打印机的喷嘴挤压出来，经化学交联作用具有独立存在的能力。3d打印技术的制作原理是推动材料通过喷嘴并逐层沉积生成所需的结构，而现有材料存在的问题，是如何在加压条件下通过喷嘴时保持其流动性，并在静止时表现为保持打印结构的固体，然而，目前用于稳定和交联的乳剂分子的生物相容性存在问题。
3.制作可食用3d材料的方法之一是使用高度浓缩的水包油乳剂。液滴界面和连续相中的结晶粒子通过微弱的物理吸引力产生液滴-液滴相互作用，形成软弹性材料，当承受足够大的剪切应力时即可流动。然而，为了在流动后提供独立存在的性能，通常需要对材料进行化学交联和热处理。这一步骤，连同添加用作稳定剂的晶体颗粒的生产步骤，往往会降低材料的生物相容性，降低其在食品中应用范围。
技术实现要素：
4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法，达到了利用鹰嘴豆蛋白制作一种可3d打印乳剂的目的，具有很好的稳定性和粘弹性，足以挤压通过打印机喷嘴，调节ph后的粘附鹰嘴豆蛋白颗粒可作为油滴之间的物理交联，无需任何额外处理，即可形成弹塑性流变特性在临界应力以上的支架，满足3d打印所需的独立性。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法，该方法包括：
8.1)、鹰嘴豆蛋白的纯化
9.从鹰嘴豆中提取蛋白，采用常用的碱提等电点沉淀法得到鹰嘴豆蛋白上清液；
10.2)、水包油乳液的制备
11.以鹰嘴豆蛋白上清液为水相制备水包油乳液；以65.0-75.0wt％的菜籽油和25.0-35.0wt％的蛋白质为分散相；通过调整上清液中蛋白质含量，将65-75％油乳剂的最终蛋白质含量标准化为1.2-1.6wt％；
12.3)、液滴大小测量
13.用激光衍射仪测量乳液的单个液滴大小；样品使用水力分配器分配，液滴大小用体积平均直径表示；
14.为了测量单个液滴的大小，将乳液用0.8-1.2wt％sds溶液处理，添加sds可以打破
由蛋白质相互作用引起的液滴聚集，因此可以用这种方法测定单个油滴的大小，将等体积的(1ml)乳液和0.8-1.2wt％sds溶液混合，用折射率为1.47的方法立即测量尺寸；
15.4)、流变性测量
16.使用流变仪在20℃下测量ph7和ph3下蛋白质分散液和乳液的流变性能，乳液在锥板中使用振荡流变测量进行分析，锥板直径49-51mm，锥角3.8-4.2
°
，间隙截断为0.48-0.5mm；
17.5)、共聚焦激光扫描显微镜(clsm)
18.clsm在荧光染料帮助成像乳剂的微观结构；约0.8-1.2ml的乳液混合尼罗红6.8-7.2μl和坚牢绿6.8-7.2μl在试管中；取约25-35μl的样品沉积在显微镜载玻片上，并固定在共聚焦台上，采用徕卡sp8共聚焦显微镜，配以63
×
水浸透镜和白光激光对样品成像；
19.6)、乳液的3d打印
20.乳液使用3d打印机进行3d打印，尺寸为：长30mm，宽30mm，高10mm的立方体几何设计被送至打印机，蜂窝填料的填充密度为20％，乳剂通过直径为1200μm的喷嘴挤出，打印速度为10mms-1
，共13层，一层一层地打印在一起。
21.进一步地，1)中，在搅拌机里把鹰嘴豆种子干磨成粗粉，固体与水比例1：10浸泡鹰嘴豆粉，加入0.2-0.7mnaoh溶液不断搅拌，浸泡1.5-2.5h后，将浆料在搅拌器中以最快速度搅拌1-3min，所得浆料在10000r离心25-35分钟后沉淀固体，分离富含蛋白质的上清液。
22.进一步地，在ph为4.7-4.9的盐酸溶液中沉淀蛋白质，静置0.5-1.5h，10000r离心25-35min，收集沉淀；用超纯水稀释沉淀(1：10w/w)达到ph＝7，再将溶液冷冻干燥，得到的粉末简称为鹰嘴豆蛋白，蛋白粉存放在冰箱里供进一步使用，存放温度为-16-20℃。
23.进一步地，2)中，用0.3-0.7mnaoh将蛋白分散液的ph调整为ph3，用磁性搅拌器搅拌蛋白质分散液3小时，在ika均质机中以6000rpm剪切15秒，以确保蛋白质均匀分散；
24.缓慢地加入菜籽油，在10000rpm的转速下再剪切60秒，生成粗乳液，形成的粗乳液通过gea高压均质器，均质压力为600-700bars。
25.进一步地，2)中，用0.3-0.7mnaoh将蛋白分散液的ph调整为ph7。
26.进一步地，3)中，在进行测量之前，需要将2)中所得到的最终乳液平衡2.5-3.5小时。
27.进一步地，4)中，在测量前，乳液在室温下平衡至少1小时；
28.然后将乳液加载到流变仪上，并将上板降至所需的间隙；
29.在测量开始前，让乳液平衡5min；
30.首先，用恒定频率6.2rads-1
的应变振幅扫描测试乳剂的线性粘弹性状态，≈1hz；
31.使用应变扫描实验确定的恒定应变，进行频率扫描测试，应变扫描范围以6.2rads-1
的恒定频率进行0.1％至1000％的应变扫描；
32.为了测试3d打印后乳液的流变行为，首先将乳液3d打印成圆柱形，使用直径为45-55mm的印版几何形状；锯齿状的顶板可以避免打印材料的滑动，间隙大小2.0-3.0mm。
33.进一步地，5)中，尼罗红对油相进行染色，在488nm处激发，在500-600nm处捕捉到发射光谱；
34.坚牢绿染色蛋白在566nm处被激发，在570-670nm处被捕获，图像用徕卡成像软件按顺序拍摄。
35.进一步地，6)中，为了测试3d打印对材料的影响，测量了3d打印后乳液的流变性，采用6)中相同的打印设置；
36.将制备的乳液3d打印在半径为5cm、高度为2.5mm的致密圆柱形软表面上，填充密度为100％，呈直线分布。
37.(三)有益效果
38.本发明提供了一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法，具备以下有益效果：
39.1、本发明利用鹰嘴豆蛋白制作一种可3d打印的乳剂，这种水包油乳剂具有很好的稳定性和粘弹性，足以挤压通过打印机喷嘴，调节ph后的粘附鹰嘴豆蛋白颗粒可作为油滴之间的物理交联，无需任何额外处理，即可形成弹塑性流变特性在临界应力以上的支架，满足3d打印所需的独立性。
40.2、本发明利用鹰嘴豆蛋白依赖ph值的自组装特性，成功设计了一种可食用3d打印材料，无蛋白颗粒(ph7)的乳液为粘弹性软固体，液滴相互作用弱。而有蛋白质颗粒(ph3)存在时形成的乳液表现为弹塑性材料，液滴之间的粘附作用较强；
41.蛋白质颗粒通过疏水力和范德华力将液滴“粘在一起”，在室温下用3d打印机对两种乳液的打印性进行测试，无蛋白颗粒的乳液不能保留打印出来的结构，而有蛋白质颗粒的乳液可以保留打印结构超过48小时。
42.3、本发明使用自组装的粘性鹰嘴豆蛋白颗粒制作可食用的3d打印材料，其蛋白质构成了可食用系统的一个组成部分，这是第一次简单的ph值驱动技术应用于创建植物蛋白3d打印可食用乳液结构，不仅消除了用于稳定打印结构额外的前处理和后处理，而且为利用鹰嘴豆蛋白(植物蛋白)等分子设计可食用的印刷乳剂结构提供了可能性。
附图说明
43.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
44.图1为本发明含油水乳状液的油滴大小分布图以及鹰嘴豆蛋白分子稳定的乳剂共聚焦图像；
45.图2为本发明油乳剂的弹性和损耗模量的函数曲线图以及3d打印乳剂图；
46.图3为本发明含油水乳状液的油滴大小分布图以及鹰嘴豆蛋白分子稳定的乳剂共聚焦图像；
47.图4为本发明弹性和损耗模量恒定应变下随频率增加的函数曲线图以及3d打印乳剂图；
48.图5为本发明lissajous的曲线图；
49.图6为本发明油乳液离心去除蛋白质颗粒后的弹性和损耗模量绘制应变幅的函数曲线图以及乳化液共聚焦图像；
50.图7为本发明乳液微观结构图；
51.图8为本发明模型3d打印结构生成并馈入3d打印机的示意图；
52.图9为本发明测试的乳液样品汇总表及其流变反应结果和3d打印结构的照片。
具体实施方式
53.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
54.实施例一
55.本发明所提供的一个实施例：一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法，该方法包括：
56.1)、鹰嘴豆蛋白的纯化
57.从鹰嘴豆中提取蛋白，采用常用的碱提等电点沉淀法得到鹰嘴豆蛋白上清液；
58.在搅拌机里把鹰嘴豆种子干磨成粗粉，固体与水比例1：10浸泡鹰嘴豆粉，加入0.2mnaoh溶液不断搅拌；浸泡1.5h后，将浆料在搅拌器中以最快速度搅拌1min，所得浆料在10000r离心25分钟后沉淀固体，分离富含蛋白质的上清液。
59.在ph为4.7的盐酸溶液中沉淀蛋白质；静置0.5h，10000r离心25min，收集沉淀；用超纯水稀释沉淀(1：10w/w)达到ph＝7，再将溶液冷冻干燥，得到的粉末简称为鹰嘴豆蛋白，蛋白粉存放在冰箱里供进一步使用，存放温度为-16℃；
60.2)、水包油乳液的制备
61.以鹰嘴豆蛋白上清液为水相制备水包油乳液；以65.0wt％的菜籽油和25.0wt％的蛋白质为分散相；通过调整上清液中蛋白质含量，将65％油乳剂的最终蛋白质含量标准化为1.2wt％；
62.用0.3mnaoh将蛋白分散液的ph调整为ph3，用磁性搅拌器搅拌蛋白质分散液3小时，在ika均质机中以6000rpm剪切15秒，以确保蛋白质均匀分散；
63.缓慢地加入菜籽油，在10000rpm的转速下再剪切60秒，生成粗乳液，形成的粗乳液通过gea高压均质器，均质压力为600bars；
64.在进行测量之前，将得到的最终乳液平衡2.5小时，这种乳剂被称为可复制的鹰嘴豆蛋白乳液；
65.3)、液滴大小测量
66.用激光衍射仪测量乳液的单个液滴大小；样品使用水力分配器分配，液滴大小用体积平均直径表示；
67.为了测量单个液滴的大小，将乳液用0.8wt％sds溶液处理，添加sds可以打破由蛋白质相互作用引起的液滴聚集，因此可以用这种方法测定单个油滴的大小，将等体积的(1ml)乳液和0.8wt％sds溶液混合，用折射率为1.47的方法立即测量尺寸；
68.4)、流变性测量
69.使用antonpaar302流变仪在20℃下测量ph7和ph3下蛋白质分散液和乳液的流变性能，供应商rheocompass软件s1.25用于分析和获得所有测量的原始数据；
70.乳液在锥板中使用振荡流变测量进行分析，锥板直径49mm，锥角3.8
°
，间隙截断为0.48mm；
71.在测量前，乳液在室温下平衡至少1小时；然后将乳液加载到流变仪上，并将上板降至所需的间隙；在测量开始前，让乳液平衡5min；
72.首先，用恒定频率6.2rads-1
的应变振幅扫描测试乳剂的线性粘弹性状态，≈1hz；
73.为进一步的测试选择一个模量不依赖于应变值的振幅；然后进行一系列的测试，
首先使用应变扫描实验确定的恒定应变，进行频率扫描测试；用新鲜的乳液样品进行大振幅振荡剪切流变实验；用同样的方法制备乳液样品，应变扫描范围以6.2rads-1
的恒定频率进行0.1％至1000％的应变扫描；在扫描过程中收集的原始波形使用mitlaos软件进行分析；绘制应力应变和应力应变率的lissajous-bowditch曲线；这些lissajous曲线的形状提供了材料的基本微观结构信息；
74.为了测试3d打印后乳液的流变行为，首先将乳液3d打印成圆柱形，使用直径为45mm的印版几何形状；锯齿状的顶板可以避免打印材料的滑动，间隙大小2.0mm；3d打印材料放置在流变仪的几何形状上，以类似于3d打印前的乳液条件进行频率扫描；
75.5)、共聚焦激光扫描显微镜(clsm)
76.clsm在荧光染料帮助成像乳剂的微观结构；约0.8ml的乳液混合尼罗红6.8μl和坚牢绿6.8μl在eppendorf试管中；取约25μl的样品沉积在显微镜载玻片上，并固定在共聚焦台上，采用徕卡sp8共聚焦显微镜，配以63
×
水浸透镜和白光激光对样品成像；
77.尼罗红对油相进行染色，在488nm处激发，在500-600nm处捕捉到发射光谱；坚牢绿染色蛋白在566nm处被激发，在570-670nm处被捕获，图像用徕卡成像软件按顺序拍摄；
78.6)、乳液的3d打印
79.乳液使用byflow的商业3d打印机3d打印；长30mm，宽30mm，高10mm的立方体几何设计被送至打印机，蜂窝填料的填充密度为20％，乳剂通过直径为1200μm的喷嘴挤出，打印速度为10mms-1
，共13层，一层一层地打印在一起；
80.为了测试3d打印对材料的影响，测量了3d打印后乳液的流变性；使用了上述相同的打印设置；将制备的乳液3d打印在半径为5cm、高度为2.5mm的致密圆柱形软表面上，填充密度为100％，呈直线分布；
81.3d打印圆柱体来测量流变性的原因是，为了将材料适当地贴合到一个板-板几何形状中；准确的填写样品的形状及尺寸(拟合)对准确测量流变特性至关重要。
82.本发明利用鹰嘴豆蛋白制作一种可3d打印的乳剂，这种水包油乳剂具有很好的稳定性和粘弹性，足以挤压通过打印机喷嘴，调节ph后的粘附鹰嘴豆蛋白颗粒可作为油滴之间的物理交联，无需任何额外处理，即可形成弹塑性流变特性在临界应力以上的支架，满足3d打印所需的独立性。
83.本发明利用鹰嘴豆蛋白依赖ph值的自组装特性，成功设计了一种可食用3d打印材料，无蛋白颗粒(ph7)的乳液为粘弹性软固体，液滴相互作用弱。而有蛋白质颗粒(ph3)存在时形成的乳液表现为弹塑性材料，液滴之间的粘附作用较强；
84.蛋白质颗粒通过疏水力和范德华力将液滴“粘在一起”，在室温下用3d打印机对两种乳液的打印性进行测试，无蛋白颗粒的乳液不能保留打印出来的结构，而有蛋白质颗粒的乳液可以保留打印结构超过48小时。
85.本发明使用自组装的粘性鹰嘴豆蛋白颗粒制作可食用的3d打印材料，其蛋白质构成了可食用系统的一个组成部分，这是第一次简单的ph值驱动技术应用于创建植物蛋白3d打印可食用乳液结构，不仅消除了用于稳定打印结构额外的前处理和后处理，而且为利用鹰嘴豆蛋白(植物蛋白)等分子设计可食用的印刷乳剂结构提供了可能性。
86.实施例二
87.本发明所提供的一个实施例：一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法，
该方法包括：
88.1)、鹰嘴豆蛋白的纯化
89.从鹰嘴豆中提取蛋白，采用常用的碱提等电点沉淀法得到鹰嘴豆蛋白上清液；
90.在搅拌机里把鹰嘴豆种子干磨成粗粉，固体与水比例1：10浸泡鹰嘴豆粉，加入0.5mnaoh溶液不断搅拌；浸泡2h后，将浆料在搅拌器中以最快速度搅拌2min，所得浆料在10000r离心30分钟后沉淀固体，分离富含蛋白质的上清液。
91.在ph为4.8的盐酸溶液中沉淀蛋白质；静置1h，10000r离心30min，收集沉淀；用超纯水稀释沉淀(1：10w/w)达到ph＝7，再将溶液冷冻干燥，得到的粉末简称为鹰嘴豆蛋白，蛋白粉存放在冰箱里(-18℃)供进一步使用；
92.2)、水包油乳液的制备
93.以鹰嘴豆蛋白上清液为水相制备水包油乳液；以70.0wt％的菜籽油和30.0wt％的蛋白质为分散相；通过调整上清液中蛋白质含量，将70％油乳剂的最终蛋白质含量标准化为1.4wt％；
94.用0.5mhcl或0.5mnaoh将蛋白分散液的ph分别调整为ph3或ph7，用磁性搅拌器搅拌蛋白质分散液3小时，在ika均质机中以6000rpm剪切15秒，以确保蛋白质均匀分散；
95.缓慢地加入菜籽油，在10000rpm的转速下再剪切60秒，生成粗乳液，形成的粗乳液通过gea高压均质器，均质压力为650bars；
96.在进行测量之前，将得到的最终乳液平衡3小时，这种乳剂被称为可复制的鹰嘴豆蛋白乳液；
97.3)、液滴大小测量
98.用激光衍射仪测量乳液的单个液滴大小；样品使用水力分配器分配，液滴大小用体积平均直径表示；
99.为了测量单个液滴的大小，将乳液用1.0wt％sds溶液处理，添加sds可以打破由蛋白质相互作用引起的液滴聚集，因此可以用这种方法测定单个油滴的大小，将等体积的(1ml)乳液和1.0wt％sds溶液混合，用折射率为1.47的方法立即测量尺寸；
100.4)、流变性测量
101.使用antonpaar302流变仪在20℃下测量ph7和ph3下蛋白质分散液和乳液的流变性能，供应商rheocompass软件s1.25用于分析和获得所有测量的原始数据；乳液在锥板中使用振荡流变测量进行分析，锥板直径50mm，锥角4
°
，间隙截断为0.49mm；
102.在测量前，乳液在室温下平衡至少1小时；然后将乳液加载到流变仪上，并将上板降至所需的间隙；在测量开始前，让乳液平衡5min；首先，用恒定频率6.2rads-1的应变振幅扫描测试乳剂的线性粘弹性状态(≈1hz)；
103.为进一步的测试选择一个模量不依赖于应变值的振幅；然后进行一系列的测试，首先使用应变扫描实验确定的恒定应变，进行频率扫描测试；用新鲜的乳液样品进行大振幅振荡剪切流变实验；用同样的方法制备乳液样品，应变扫描范围以6.2rads-1
的恒定频率进行0.1％至1000％的应变扫描；在扫描过程中收集的原始波形使用mitlaos软件进行分析；绘制应力应变和应力应变率的lissajous-bowditch曲线；这些lissajous曲线的形状提供了材料的基本微观结构信息；
104.为了测试3d打印后乳液的流变行为，首先将乳液3d打印成圆柱形，使用直径为
50mm的印版几何形状；锯齿状的顶板可以避免打印材料的滑动，间隙大小2.5mm；3d打印材料放置在流变仪的几何形状上，以类似于3d打印前的乳液条件进行频率扫描；
105.5)、共聚焦激光扫描显微镜(clsm)
106.clsm在荧光染料帮助成像乳剂的微观结构；约1ml的乳液混合尼罗红7μl和坚牢绿7μl在eppendorf试管中；取约30μl的样品沉积在显微镜载玻片上，并固定在共聚焦台上，采用徕卡sp8共聚焦显微镜，配以63
×
水浸透镜和白光激光对样品成像；
107.尼罗红对油相进行染色，在488nm处激发，在500-600nm处捕捉到发射光谱；坚牢绿染色蛋白在566nm处被激发，在570-670nm处被捕获，图像用徕卡成像软件按顺序拍摄；
108.6)、乳液的3d打印
109.乳液使用byflow的商业3d打印机3d打印；长30mm，宽30mm，高10mm的立方体几何设计被送至打印机，蜂窝填料的填充密度为20％，乳剂通过直径为1200μm的喷嘴挤出，打印速度为10mms-1
，共13层，一层一层地打印在一起；
110.为了测试3d打印对材料的影响，测量了3d打印后乳液的流变性；使用了上述相同的打印设置；将制备的乳液3d打印在半径为5cm、高度为2.5mm的致密圆柱形软表面上，填充密度为100％，呈直线分布；
111.3d打印圆柱体来测量流变性的原因是，为了将材料适当地贴合到一个板-板几何形状中；准确的填写样品的形状及尺寸(拟合)对准确测量流变特性至关重要。
112.本发明利用鹰嘴豆蛋白制作一种可3d打印的乳剂，这种水包油乳剂具有很好的稳定性和粘弹性，足以挤压通过打印机喷嘴，调节ph后的粘附鹰嘴豆蛋白颗粒可作为油滴之间的物理交联，无需任何额外处理，即可形成弹塑性流变特性在临界应力以上的支架，满足3d打印所需的独立性。
113.本发明利用鹰嘴豆蛋白依赖ph值的自组装特性，成功设计了一种可食用3d打印材料，无蛋白颗粒(ph7)的乳液为粘弹性软固体，液滴相互作用弱。而有蛋白质颗粒(ph3)存在时形成的乳液表现为弹塑性材料，液滴之间的粘附作用较强；
114.蛋白质颗粒通过疏水力和范德华力将液滴“粘在一起”，在室温下用3d打印机对两种乳液的打印性进行测试，无蛋白颗粒的乳液不能保留打印出来的结构，而有蛋白质颗粒的乳液可以保留打印结构超过48小时。
115.本发明使用自组装的粘性鹰嘴豆蛋白颗粒制作可食用的3d打印材料，其蛋白质构成了可食用系统的一个组成部分，这是第一次简单的ph值驱动技术应用于创建植物蛋白3d打印可食用乳液结构，不仅消除了用于稳定打印结构额外的前处理和后处理，而且为利用鹰嘴豆蛋白(植物蛋白)等分子设计可食用的印刷乳剂结构提供了可能性。
116.实施例三
117.本发明所提供的一个实施例：一种使用鹰嘴豆蛋白制作食用3d打印材料的方法，该方法包括：
118.1)、鹰嘴豆蛋白的纯化
119.从鹰嘴豆中提取蛋白，采用常用的碱提等电点沉淀法得到鹰嘴豆蛋白上清液；
120.在搅拌机里把鹰嘴豆种子干磨成粗粉，固体与水比例1：10浸泡鹰嘴豆粉，加入0.7mnaoh溶液不断搅拌；浸泡2.5h后，将浆料在搅拌器中以最快速度搅拌3min，所得浆料在10000r离心35分钟后沉淀固体，分离富含蛋白质的上清液。
121.在ph为4.9的盐酸溶液中沉淀蛋白质；静置1.5h，10000r离心35min，收集沉淀；用超纯水稀释沉淀(1：10w/w)达到ph＝7，再将溶液冷冻干燥，得到的粉末简称为鹰嘴豆蛋白，蛋白粉存放在冰箱里供进一步使用，存放温度为-20℃；
122.2)、水包油乳液的制备
123.以鹰嘴豆蛋白上清液为水相制备水包油乳液；以75.0wt％的菜籽油和35.0wt％的蛋白质为分散相；通过调整上清液中蛋白质含量，将75％油乳剂的最终蛋白质含量标准化为1.6wt％；
124.用0.7mnaoh将蛋白分散液的ph调整为ph7，用磁性搅拌器搅拌蛋白质分散液3小时，在ika均质机中以6000rpm剪切15秒，以确保蛋白质均匀分散；缓慢地加入菜籽油，在10000rpm的转速下再剪切60秒，生成粗乳液，形成的粗乳液通过gea高压均质器，均质压力为700bars；
125.在进行测量之前，将得到的最终乳液平衡3.5小时，这种乳剂被称为可复制的鹰嘴豆蛋白乳液；
126.3)、液滴大小测量
127.用激光衍射仪测量乳液的单个液滴大小；样品使用水力分配器分配，液滴大小用体积平均直径表示；
128.为了测量单个液滴的大小，将乳液用1.2wt％sds溶液处理，添加sds可以打破由蛋白质相互作用引起的液滴聚集，因此可以用这种方法测定单个油滴的大小，将等体积的(1ml)乳液和1.2wt％sds溶液混合，用折射率为1.47的方法立即测量尺寸；
129.4)、流变性测量
130.使用antonpaar302流变仪在20℃下测量ph7和ph3下蛋白质分散液和乳液的流变性能，供应商rheocompass软件s1.25用于分析和获得所有测量的原始数据；乳液在锥板中使用振荡流变测量进行分析，锥板直径51mm，锥角4.2
°
，间隙截断为0.5mm；
131.在测量前，乳液在室温下平衡至少1小时；然后将乳液加载到流变仪上，并将上板降至所需的间隙；在测量开始前，让乳液平衡5min；首先，用恒定频率6.2rads-1
的应变振幅扫描测试乳剂的线性粘弹性状态，≈1hz；
132.为进一步的测试选择一个模量不依赖于应变值的振幅；然后进行一系列的测试，首先使用应变扫描实验确定的恒定应变，进行频率扫描测试；用新鲜的乳液样品进行大振幅振荡剪切流变实验；用同样的方法制备乳液样品，应变扫描范围以6.2rads-1
的恒定频率进行0.1％至1000％的应变扫描；在扫描过程中收集的原始波形使用mitlaos软件进行分析；绘制应力应变和应力应变率的lissajous-bowditch曲线；这些lissajous曲线的形状提供了材料的基本微观结构信息；
133.为了测试3d打印后乳液的流变行为，首先将乳液3d打印成圆柱形，使用直径为55mm的印版几何形状；锯齿状的顶板可以避免打印材料的滑动，间隙大小3.0mm；3d打印材料放置在流变仪的几何形状上，以类似于3d打印前的乳液条件进行频率扫描；
134.5)、共聚焦激光扫描显微镜(clsm)
135.clsm在荧光染料帮助成像乳剂的微观结构；约1.2ml的乳液混合尼罗红7.2μl和坚牢绿7.2μl在eppendorf试管中；取约35μl的样品沉积在显微镜载玻片上，并固定在共聚焦台上，采用徕卡sp8共聚焦显微镜，配以63
×
水浸透镜和白光激光对样品成像；
136.尼罗红对油相进行染色，在488nm处激发，在500-600nm处捕捉到发射光谱；坚牢绿染色蛋白在566nm处被激发，在570-670nm处被捕获，图像用徕卡成像软件按顺序拍摄；
137.6)、乳液的3d打印
138.乳液使用byflow的商业3d打印机3d打印；长30mm，宽30mm，高10mm的立方体几何设计被送至打印机，蜂窝填料的填充密度为20％，乳剂通过直径为1200μm的喷嘴挤出，打印速度为10mms-1
，共13层，一层一层地打印在一起；
139.为了测试3d打印对材料的影响，测量了3d打印后乳液的流变性；使用了上述相同的打印设置；将制备的乳液3d打印在半径为5cm、高度为2.5mm的致密圆柱形软表面上，填充密度为100％，呈直线分布；
140.3d打印圆柱体来测量流变性的原因是，为了将材料适当地贴合到一个板-板几何形状中；准确的填写样品的形状及尺寸(拟合)对准确测量流变特性至关重要。
141.本发明利用鹰嘴豆蛋白制作一种可3d打印的乳剂，这种水包油乳剂具有很好的稳定性和粘弹性，足以挤压通过打印机喷嘴，调节ph后的粘附鹰嘴豆蛋白颗粒可作为油滴之间的物理交联，无需任何额外处理，即可形成弹塑性流变特性在临界应力以上的支架，满足3d打印所需的独立性。
142.本发明利用鹰嘴豆蛋白依赖ph值的自组装特性，成功设计了一种可食用3d打印材料，无蛋白颗粒(ph7)的乳液为粘弹性软固体，液滴相互作用弱。而有蛋白质颗粒(ph3)存在时形成的乳液表现为弹塑性材料，液滴之间的粘附作用较强；
143.蛋白质颗粒通过疏水力和范德华力将液滴“粘在一起”，在室温下用3d打印机对两种乳液的打印性进行测试，无蛋白颗粒的乳液不能保留打印出来的结构，而有蛋白质颗粒的乳液可以保留打印结构超过48小时。
144.本发明使用自组装的粘性鹰嘴豆蛋白颗粒制作可食用的3d打印材料，其蛋白质构成了可食用系统的一个组成部分，这是第一次简单的ph值驱动技术应用于创建植物蛋白3d打印可食用乳液结构，不仅消除了用于稳定打印结构额外的前处理和后处理，而且为利用鹰嘴豆蛋白(植物蛋白)等分子设计可食用的印刷乳剂结构提供了可能性。
145.结论
146.根据图1所示，图a，ph7下70.0wt％含油水乳状液的油滴大小分布，以1.4wt％鹰嘴豆蛋白稳定。
147.图b，用鹰嘴豆蛋白分子稳定的乳剂共聚焦图像。红色油(尼罗红)和绿色蛋白质(坚牢绿)，标尺：50μm。
148.根据图2所示，图a，由鹰嘴豆蛋白分子稳定的70％wt％油乳剂的弹性(g
″
：填充符号)和损耗模量(g
″
：开放符号)的函数。
149.图b，在0.5％的恒定应变下的频率和在6.28rads-1
的恒定频率下的应变的函数。
150.图c，室温下3d打印鹰嘴豆蛋白稳定乳液的照片，标尺1厘米的俯视图和设想的蜂窝结构：3厘米*3厘米*1厘米(长*宽*高)。
151.图d，3d打印乳剂的弹性(g'：填充符号)和损耗模量(g
″
：未填充符号)作为频率的函数(直径5厘米，高2.5毫米的扁平致密圆柱体)。
152.根据图3所示，图a，ph3下70.0wt％含油水乳状液的油滴大小分布，以1.4wt％鹰嘴豆蛋白稳定。
153.图b，用鹰嘴豆蛋白分子稳定的乳剂共聚焦图像。红色油(尼罗红)和绿色蛋白质(坚牢绿)，标尺：50μm。
154.根据图4所示，图a，弹性(g
″
：填充符号)和损耗模量(g
″
：未填充符号)在0.5％的恒定应变下随频率增加的函数。
155.图b，在6.28rads-1
的恒定频率下随应变增加的函数。
156.图c，室温下蛋白质颗粒存在时的3d打印乳剂照片，标尺：1cm的俯视图和设计蜂窝结构：3cm*3cm*1cm(l*w*h)。
157.图d，在室温下储存48h后的3d打印结构。图e弹性(g'：填充符号)和损耗模量(g
″
：未填充符号)作为频率的函数，用于3d打印材料(直径为5厘米、高度为2.5毫米的扁平致密圆柱体)。
158.根据图5所示，图a，参考lissajous曲线显示了标准材料响应的基本形状。
159.图b，含有鹰嘴豆蛋白分子的70％wt％油乳液的lissajous曲线。
160.图c，含有鹰嘴豆蛋白颗粒的70％wt％油乳液的lissajous曲线。在6.28rads-1
的恒定频率下，应变幅值(10.1％，50％，101％)的函数，在20℃时，应力与应变分别由最大应力和最大应变标准化。
161.根据图6所示，图a，ph3的70％wt％油乳液(黑色)离心去除蛋白质颗粒后的弹性(g’：填充符号)和损耗模量(g
″
：未填充符号)绘制应变幅的函数。
162.图b，去除蛋白质颗粒后的70％wt％油乳液的lissajous曲线(黑色)，应力应变分别由最大应力和应变标准化，含有鹰嘴豆蛋白颗粒ph3的70％wt％乳剂的lissajous图供参考(红色)。
163.图c，乳化液共聚焦图像，显微结构显示(比例尺：50μm)。
164.根据图7所示，乳液微观结构的图形描述：图a没有蛋白质颗粒，油滴相互接触；
165.图b蛋白质颗粒与紧密堆积的油滴结合，通过微弱的粘附力产生水滴-水滴相互作用。
166.根据图8所示，模型3d打印结构生成并馈入3d打印机。
167.图a，用于目测乳剂可印刷性的蜂窝状结构，尺寸为3cm*3cm*1cm-l*w*h。
168.图b，打印的圆柱形，用于测试乳液印刷后的流变性，尺寸为直径：5厘米，高：2.5毫米。
169.根据图9所示，为测试的乳液样品汇总表及其流变反应结果和3d打印结构的照片。
170.综上所述，本发明使用自组装的粘性鹰嘴豆蛋白颗粒制作可食用的3d打印材料，其蛋白质构成了可食用系统的一个组成部分，这是第一次简单的ph值驱动技术应用于创建植物蛋白3d打印可食用乳液结构，不仅消除了用于稳定打印结构额外的前处理和后处理，而且为利用鹰嘴豆蛋白(植物蛋白)等分子设计可食用的印刷乳剂结构提供了可能性。
171.本发明利用鹰嘴豆蛋白制作一种可3d打印的乳剂，这种水包油乳剂具有很好的稳定性和粘弹性，足以挤压通过打印机喷嘴，调节ph后的粘附鹰嘴豆蛋白颗粒可作为油滴之间的物理交联，无需任何额外处理，即可形成弹塑性流变特性在临界应力以上的支架，满足3d打印所需的独立性。
172.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而
且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
173.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。