浙江(jiang)工商(shang)大學(xué)(xue)食品與生物工(gong)程學(xué)(xue)院研究人(ren)員在國際食品(pin)期刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表(biao)了題為"Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca²⁺ and Xylo-oligosaccharides"的研究論文。在該論(lun)文中(zhong)，研究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于(yu)測定3D打印(yin)魚糜的硬(ying)度、彈性、粘附性(xing)、回復(fù)(fu)性和凝膠強(qiang)度等指(zhi)標(biāo)。

魚糜的(de)粘度和塑(su)性是(shi)顯著的(de)，魚糜是一種合(he)適的3D打印材(cai)料。然而，較低的(de)打印精確(que)度限制(zhi)了其廣(guang)泛應(yīng)用。加入(ru)低聚木(mu)糖(XOS)可(ke)以提升魚(yu)糜打印油墨的(de)打印精確(que)度，改善(shan)打印對(dui)象的自(zi)支撐(cheng)能力和(he)抗形變能力。同(tong)時，XOS能夠賦予3D打(da)印魚糜抗(kang)氧化(hua)性。另外(wai)，加入20 mM/kg Ca²⁺到魚糜(mi)中能夠顯(xian)著改善打印精(jing)確度。隨著(zhe)Ca²⁺的加入(ru)，魚糜(mi)的凝膠強(qiang)度和質(zhì)構(gòu)(gou)得到提(ti)升，同時魚糜(mi)蛋白(bai)變得更稠(chou)密。而且(qie)，油墨(mo)中的Ca²⁺能夠激(ji)活消化(hua)酶活性，增加(jia)酶和魚糜的接(jie)觸。酶水解過程(cheng)得到(dao)促進，這改善(shan)了XOS的釋放(fang)速率和(he)抗氧化性(xing)。含有Ca²⁺的功能魚糜(mi)可以被用(yong)于遞(di)送功能(neng)成分和(he)提升(sheng)打印(yin)效果。

下圖顯(xian)示了含(han)有不同Ca²⁺濃度的納米淀(dian)粉-XOS(NS-XOS)-魚糜(mi)凝膠強度(du)。相比(bi)NS-XOS-魚糜凝膠強度(du)(129 gf?mm)，在打印之前(qian)，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜凝膠強度(du)隨著Ca²⁺濃度的增加而(er)增加，當(dāng)Ca²⁺濃度達到20 mM/kg時，其(qi)凝膠強度增(zeng)加24%。增加的凝(ning)膠強度可以(yi)提升力學(xué)強度(du)和自支撐(cheng)能力(li)，這將(jiang)促進(jin)打印過程。魚糜(mi)的內(nèi)源性酶(mei)被Ca²⁺激活，催(cui)化肌球(qiu)蛋白重(zhong)鏈交聯(lián)，這(zhe)將提(ti)升凝膠強度。而(er)且，由于Ca²⁺的加入(ru)，鹽溶解增加了(le)疏水相互(hu)作用和(he)二硫鍵(jian)，這促(cu)進了蛋白質(zhì)的(de)聚集。連接(jie)蛋白分子的(de)短長度(du)二硫鍵(jian)可以使(shi)凝膠緊密(mi)來提升(sheng)凝膠強度。另(ling)外，隨著Ca²⁺濃度的增(zeng)加，魚糜(mi)的硬度、彈性、咀(ju)嚼性和粘(zhan)附性都隨(sui)之增加(jia)，這與凝膠強度(du)結(jié)果一(yi)致。這些操(cao)作增(zeng)加了凝膠強度(du)，這提升了內(nèi)(nei)部蛋白質(zhì)分子(zi)連接來強(qiang)化結(jié)構(gòu)的(de)致密性。蛋白分(fen)子能夠鎖(suo)住更(geng)多水分(fen)子來增加持(chi)水能力(li)，增加質(zhì)(zhi)構(gòu)特性。然(ran)而，隨(sui)著Ca²⁺濃度超過20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜粘度下(xia)降。疏水力的增(zeng)加可能增(zeng)加分子內(nèi)縮(suo)合和表(biao)面蛋白質(zhì)的(de)疏水性，導(dǎo)(dao)致表(biao)面粘度的(de)下降。提升的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)和下降的表面(mian)粘度(du)表明材料剛性(xing)的增加，打印時(shi)材料排列期間(jian)對材(cai)料的粘合(he)力下降，導(dǎo)(dao)致較差的打(da)印效(xiao)果。而且(qie)，從打印(yin)后的凝(ning)膠強度和(he)質(zhì)構(gòu)結(jié)果可知(zhi)，凝膠強度和(he)質(zhì)構(gòu)(gou)顯著下降，表(biao)明打印過程(cheng)軟化了(le)質(zhì)構(gòu)和咀嚼性(xing)，這適合于咀(ju)嚼困難的人(ren)群。基于打印后(hou)弱化的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)，Ca²⁺可以提升材料(liao)的凝(ning)膠強度和質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性，這(zhe)意味著Ca²⁺-NS-XOS-魚糜(mi)能夠(gou)更好(hao)維持打印形狀(zhuang)來增加打印(yin)食品的(de)吸引力，同時適(shi)合特定(ding)人群。另(ling)外，熟化(hua)后的打印(yin)食品結(jié)果表明(ming)Ca²⁺能夠賦予NS-XOS-魚糜(mi)更好的質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)，這能夠促進打(da)印形狀(zhuang)的形成。

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