浙江工(gong)商大學食品(pin)與生物工程學(xue)院研究人員(yuan)在國際食品(pin)期刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表了題為(wei)"Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca²⁺ and Xylo-oligosaccharides"的研究論文。在該論文中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔Universal TA質構(gou)儀用(yong)于測定3D打印(yin)魚糜的(de)硬度、彈(dan)性、粘附性、回復(fu)性和凝膠(jiao)強度等指標(biao)。

魚糜的粘(zhan)度和塑性(xing)是顯(xian)著的(de)，魚糜是(shi)一種合(he)適的3D打印材料(liao)。然而，較低(di)的打印精確度(du)限制(zhi)了其廣(guang)泛應(ying)用。加(jia)入低(di)聚木糖(XOS)可(ke)以提升魚糜(mi)打印油墨(mo)的打印(yin)精確(que)度，改善(shan)打印對象的自(zi)支撐能力和(he)抗形變能力。同(tong)時，XOS能夠(gou)賦予3D打印(yin)魚糜抗氧(yang)化性。另外(wai)，加入20 mM/kg Ca²⁺到魚(yu)糜中能(neng)夠顯著(zhu)改善打印(yin)精確度。隨著Ca²⁺的加入，魚(yu)糜的凝膠強度(du)和質(zhi)構得到提升(sheng)，同時魚糜蛋白(bai)變得(de)更稠(chou)密。而(er)且，油(you)墨中(zhong)的Ca²⁺能夠(gou)激活消化酶(mei)活性，增(zeng)加酶(mei)和魚糜的(de)接觸。酶水解過(guo)程得到促進，這(zhe)改善了(le)XOS的釋放速率和(he)抗氧化(hua)性。含有Ca²⁺的功能魚(yu)糜可以被(bei)用于遞送功(gong)能成(cheng)分和提升打(da)印效果。

下圖顯示(shi)了含(han)有不同Ca²⁺濃度的納米(mi)淀粉-XOS(NS-XOS)-魚(yu)糜凝(ning)膠強度。相比NS-XOS-魚(yu)糜凝膠強(qiang)度(129 gf?mm)，在打印之(zhi)前，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜凝膠強(qiang)度隨著Ca²⁺濃度的增(zeng)加而增加，當Ca²⁺濃度達到20 mM/kg時，其(qi)凝膠(jiao)強度增(zeng)加24%。增加的凝(ning)膠強度(du)可以提升力學(xue)強度和自(zi)支撐能(neng)力，這(zhe)將促進打印(yin)過程。魚糜(mi)的內(nèi)源(yuan)性酶被Ca²⁺激活，催化肌(ji)球蛋白(bai)重鏈交聯(lián)，這(zhe)將提升凝膠強(qiang)度。而(er)且，由于Ca²⁺的加入，鹽溶(rong)解增加(jia)了疏水相互作(zuo)用和(he)二硫鍵，這促進(jin)了蛋白質的(de)聚集(ji)。連接蛋白(bai)分子的短(duan)長度二硫鍵(jian)可以使凝膠(jiao)緊密來(lai)提升凝膠強度(du)。另外，隨著Ca²⁺濃度的增(zeng)加，魚糜的硬度(du)、彈性、咀嚼性和(he)粘附性都隨(sui)之增加(jia)，這與凝(ning)膠強度結(jie)果一致。這些(xie)操作增加了(le)凝膠強度(du)，這提(ti)升了內(nèi)部(bu)蛋白質分子連(lian)接來強化結(jie)構的致(zhi)密性。蛋白分子(zi)能夠(gou)鎖住更(geng)多水(shui)分子來增加(jia)持水能(neng)力，增加質構特(te)性。然而(er)，隨著Ca²⁺濃度超(chao)過20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜粘度(du)下降(jiang)。疏水力的增加(jia)可能增(zeng)加分子內(nèi)縮(suo)合和表(biao)面蛋白質的(de)疏水性，導致表(biao)面粘度的(de)下降。提升的(de)質構和下降的(de)表面粘度表(biao)明材料剛性的(de)增加，打印時(shi)材料排(pai)列期間對(dui)材料的(de)粘合力(li)下降，導致較(jiao)差的(de)打印效果(guo)。而且，從打(da)印后的凝膠(jiao)強度(du)和質構結果(guo)可知，凝膠強度(du)和質構(gou)顯著下降，表(biao)明打印(yin)過程軟化了質(zhi)構和咀嚼性，這(zhe)適合于咀(ju)嚼困(kun)難的(de)人群?；?yu)打印(yin)后弱(ruo)化的質構(gou)，Ca²⁺可以提升材料(liao)的凝膠強度和(he)質構特(te)性，這意味(wei)著Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能(neng)夠更好維持(chi)打印形狀來(lai)增加打印(yin)食品的(de)吸引力，同時(shi)適合特定(ding)人群。另外(wai)，熟化(hua)后的(de)打印(yin)食品結果(guo)表明Ca²⁺能夠(gou)賦予NS-XOS-魚(yu)糜更好的質構(gou)特性(xing)，這能夠促進(jin)打印(yin)形狀的形(xing)成。

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Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca2+ and Xylo-oligosaccharides