阿肯色大学开发可食用的高粱生物打印墨水，用于个性化营养和医疗

2025年6月29日，南极熊获悉，来自阿肯色大学的研究人员从高粱谷物中开发了一种基于高粱蛋白的新型疏水性生物墨水，可用于3D食品打印，并有望应用于各种食品和制药领域。这项研究为开发新型可打印生物墨水提供了思路，为利用新型廉价高粱蛋白制造生物墨水奠定了基础。

他们的研究成果《Maximizing sorghum proteinsprintability: Optimizing gel formulation and 3D-printing parameters to developa novel bioink/最大化高粱蛋白的可打印性：优化凝胶配方和3D打印参数以开发新型生物墨水》发表在《国际生物大分子杂志》上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.140245

高粱是一种耐旱的谷物，以在恶劣气候条件下生长而闻名，并具有降低胆固醇和抗炎等健康益处，如今因其在3D食品和药品打印领域的潜力而备受关注。阿肯色大学食品工程助理教授阿里·乌贝伊托古拉里（Ali Ubeyitogullari）说道：“我们已经证明，高粱蛋白可以制成一种新型的3D打印凝胶，这在以前是前所未有的。”

研究团队发现，高粱的疏水蛋白与更常见的亲水蛋白不同，实际上有助于3D打印产品的凝聚力。Ubeyitogullari指出：“到目前为止，3D食品打印蛋白质的研究主要集中在亲水蛋白上。我们需要新的疏水蛋白，最好是来自经济高效且可持续的蛋白质来源。”

在他们最近的研究中，Ubeyitogullari 和食品科学博士后 Sorour Barekat优化高粱蛋白凝胶配方并实验了不同的3D打印参数。研究人员提取高粱蛋白后，在 70% 乙醇中制备浓度为 15%、20%、25%、30% 和 35% ( w/w) 的凝胶。，并评估了流变特性、可打印性、宏观和微观结构以及结晶度。

研究发现，3D 打印高粱凝胶的最佳浓度是 25% 的蛋白质，以 20 毫米/秒的速度使用 0.64 毫米的喷嘴进行打印。将蛋白质浓度提高到 35% 对可打印性并无帮助。

除了打印饼干（这在之前的工作中已经得到证明）之外，研究团队还设想将这种凝胶用作“封装药物的生物墨水或疏水化合物和营养物质的载体”。

本研究由联合高粱核对计划和美国农业部国家林业和植物保护协会（USDA-NIFA）资助。阿肯色州生物科学研究所提供了额外的设备资助。研究论文是与前博士后 Safoura Ahmadzadeh（现为玛氏公司的巧克力加工工程师）共同撰写的，突破了 3D 打印如何不仅提供食物，还提供营养、稳定性和目标生物利用度的界限。

△AliUbeyitogullari（左）和 Sorour Barekat（右）。来源：阿肯色大学农业部。图片来源：Paden Johnson。

也许很快，您可能会在下一个定制打印的饼干或智能药丸中尝到高粱的味道