本发明属于3d打印材料领域，具体涉及一种3d打印营养主粮饼干的加工方法。
背景技术：
3d打印是根据所设计的3d模型，通过3d打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。与传统制造技术相比，3d打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源(杜宇雷,孙菲菲,原光,等.3d打印材料的发展现状[j].徐州工程学院学报(自然科学版),2014,29(1):20-24.)。
3d食品打印机是3d打印技术的基础上发展的一种快速食品制造机械，主要由控制电脑、自动化食材注射器、输送装置等几部分组成。过程通常是先将材料预先放入容器内，将形状等要求输入机器，开启按键后注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来，按照“逐层打印、堆叠成型”制作出立体食物产品。可用于食品打印的材料可以是生的、熟的、新鲜的或冰冻的各种食材，将其绞碎、混合、浓缩成浆、泡沫或糊状，打印出的食品口感各样。对于咀嚼困难或有吞咽困难的老年人、病人，不仅可以人性化的改变食物形状，改良食品品质，还可以自由搭配均衡营养。采用食品打印机和数字食谱，可以加工出传统烹饪技术无法实现的口味和形状，开拓新的烹饪市场(胡迪,利普森,梅尔芭,等.3d打印:从想象到现实[j].2013.)。
目前，3d食品打印技术应用只局限于巧克力、糖果等产品，和对各种不同外观的设计，未能满足人民日益增长的对食品种类、口感、以及营养的个性化需求。因此，利用这项增材制造技术，开拓和创制能满足营养功能、质构、口感、以及造型等个性化需求的食品具有巨大的现实研究意义。大米、小麦等主粮是人类每天必不可少的食物，其含有丰富的淀粉，蛋白质和维生素b等营养元素，是人体主要的能量来源。将3d打印技术与主粮结合，可开拓3d打印食品的材料种类和主粮食品的应用范围。
饼干作为人们日常普遍接受的休闲食品，是极具代表性的可个性化营养定制的产品。并且传统的饼干多采用模具来进行表面图案的印刻和形状的固定，由于油脂作用，经过烘焙之后往往无法保持应有形状，不适合复杂细致的几何印花。目前，3d打印技术在应用于营养健康饼干开发与加工方面研究较少。
技术实现要素：
针对现有饼干3d打印成型能力的缺点，本发明要解决的技术问题之一是通过调节主粮原材料中的大米粉、小麦粉等与水和油的比例来增加其成型能力。
本发明要解决的技术问题之二是通过控制3d打印机中的物料预热温度和饼干烤制的温度和时间，来调节饼干的口感和外型。在合理的反应条件下获得一种既具趣味性与可视性感官要求，又具营养价值的主粮饼干。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种基于3d打印技术制作营养主粮饼干的方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将大米粉20～30份，小麦粉10～20份、玉米粉10～20份、马铃薯全粉10～20份、黄豆粉10～20份称重后过100目筛后与水140～200份，奶油10～20份，木糖醇6～10份，大豆油2～10份，食盐1～9份，小苏打0.3～1.5份混合，搅拌至体系均匀；
步骤二：将搅拌均匀后的物料加入到热挤压式3d打印机的物料筒中；
步骤三：开启3d打印机，控制物料预热温度为55～100℃，达到设定温度后，3d打印机会自动依据模型参数信息进行打印；一层打印完成后，打印喷头上移一个层的距离后继续打印，以此类推，最终堆叠出所需的三维实体食物；
步骤四：将打印后的三维实体食物放入烤箱，烤制成主粮饼干。
优选地，所述烤箱设定时间为20～40min，温度为150～210℃。
优选地，所述物料预热温度为65～80℃。
优选地，步骤一，所述小麦粉15～20份、玉米粉15～20份、马铃薯全粉15～20份、黄豆粉15～20份，水160～180份，奶油13.5～15份，木糖醇7～9份，大豆油6.5～8份，食盐5～7份，小苏打0.9～1.2份。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明采用的是低糖低脂的健康理念，通过调节主粮粉与水和油的比例和烤制温度来控制饼干的成型，制成的饼干可以保持精致和复杂的图案形状，实现了产品营养与美观的结合。
(2)利用热挤压式3d打印技术可获得营养功能较高的具有不同时尚外观的饼干，并建立合理的不同主粮的复配配方。大米、小麦等主粮含有丰富的淀粉、蛋白和维生素，可为人体提供最基本的营养和能量需求，且口感适宜，适用于所有人群食用。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明实施方式并不仅限于此。
实施例1
将大米粉，小麦粉、玉米粉、马铃薯全粉、黄豆粉等谷粉按表1重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3d打印机的物料筒中。开启3d打印机，控制物料预热温度如表1。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在170℃下烤制20min成营养主粮饼干成品。经测定，饼干破碎强度为23.7n。
表1
实施例2
将大米粉，小麦粉、玉米粉、马铃薯全粉、黄豆粉等谷粉按表2重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3d打印机的物料筒中。开启3d打印机，控制物料预热温度如表2。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在190℃下烤制25min成营养主粮饼干成品。经测定，饼干破碎强度为26.5n。
表2
实施例3
将大米粉，小麦粉、玉米粉、马铃薯全粉、黄豆粉等谷粉按表3重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3d打印机的物料筒中。开启3d打印机，控制物料预热温度如表3。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在210℃下烤制20min成营养主粮饼干成品。经测定，饼干破碎强度为26.1n。
表3
实施例4
将大米粉，小麦粉、玉米粉、马铃薯全粉、黄豆粉等谷粉按表4重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3d打印机的物料筒中。开启3d打印机，控制物料预热温度如表4。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在150℃下烤制40min成营养主粮饼干成品。经测定，饼干破碎强度为24.6n。
表4