浙江工(gong)商大(da)學(xué)食品(pin)與生物(wu)工程學(xué)院(yuan)研究人員在國(guo)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(wen)。在該(gai)論文(wen)中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)3D打印魚糜的硬(ying)度、彈性、粘(zhan)附性、回復(fù)(fu)性和(he)凝膠強度(du)等指(zhi)標。

魚糜的粘(zhan)度和塑性(xing)是顯著(zhu)的，魚糜是一(yi)種合(he)適的3D打印材料(liao)。然而，較低的打(da)印精(jing)確度限制(zhi)了其廣泛應(yīng)用(yong)。加入低聚木(mu)糖(XOS)可(ke)以提升魚(yu)糜打印油墨(mo)的打印精(jing)確度，改善打(da)印對象(xiang)的自支撐能(neng)力和抗形變(bian)能力。同時，XOS能夠(gou)賦予(yu)3D打印(yin)魚糜抗(kang)氧化性。另(ling)外，加(jia)入20 mM/kg Ca²⁺到魚糜中能夠(gou)顯著改善打印(yin)精確度。隨(sui)著Ca²⁺的加入，魚(yu)糜的(de)凝膠強(qiang)度和質(zhì)構(gòu)得(de)到提升，同時魚(yu)糜蛋白變(bian)得更稠密。而(er)且，油墨中(zhong)的Ca²⁺能夠激(ji)活消化酶活(huo)性，增加(jia)酶和魚(yu)糜的(de)接觸。酶(mei)水解過(guo)程得到促進，這(zhe)改善了XOS的釋放(fang)速率和抗氧(yang)化性。含有Ca²⁺的功能魚(yu)糜可以被用(yong)于遞送功能成(cheng)分和提升打印(yin)效果(guo)。

下圖顯示了含(han)有不同Ca²⁺濃度的(de)納米淀(dian)粉-XOS(NS-XOS)-魚糜凝(ning)膠強(qiang)度。相比NS-XOS-魚糜凝(ning)膠強度(du)(129 gf?mm)，在打印之(zhi)前，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜凝(ning)膠強(qiang)度隨著Ca²⁺濃度(du)的增加(jia)而增加，當(dāng)Ca²⁺濃度達到(dao)20 mM/kg時，其(qi)凝膠強(qiang)度增加24%。增加(jia)的凝膠強度(du)可以提升力(li)學(xué)強度和自(zi)支撐能(neng)力，這將促進(jin)打印過程(cheng)。魚糜的(de)內(nèi)源性酶被Ca²⁺激活，催化(hua)肌球蛋白(bai)重鏈(lian)交聯(lián)，這將提升(sheng)凝膠強(qiang)度。而且，由于(yu)Ca²⁺的加入，鹽溶(rong)解增加(jia)了疏水相(xiang)互作用和(he)二硫鍵，這促進(jin)了蛋白(bai)質(zhì)的聚集。連接(jie)蛋白分子的短(duan)長度二硫鍵(jian)可以使凝膠(jiao)緊密來提升(sheng)凝膠強度。另(ling)外，隨著(zhe)Ca²⁺濃度的(de)增加，魚糜的硬(ying)度、彈(dan)性、咀嚼性和粘(zhan)附性都(dou)隨之增(zeng)加，這與(yu)凝膠強度結(jié)(jie)果一致(zhi)。這些操作增加(jia)了凝(ning)膠強度，這提(ti)升了內(nèi)部蛋白(bai)質(zhì)分子連接(jie)來強化結(jié)構(gòu)的(de)致密性(xing)。蛋白分子(zi)能夠鎖住更多(duo)水分(fen)子來(lai)增加持水能力(li)，增加質(zhì)構(gòu)(gou)特性。然而，隨著(zhe)Ca²⁺濃度超(chao)過20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜(mi)粘度下(xia)降。疏水(shui)力的增加可(ke)能增加分(fen)子內(nèi)縮(suo)合和表(biao)面蛋白質(zhì)(zhi)的疏水性，導(dǎo)致(zhi)表面粘度的下(xia)降。提(ti)升的質(zhì)構(gòu)(gou)和下降的(de)表面(mian)粘度表明(ming)材料剛(gang)性的增(zeng)加，打(da)印時材(cai)料排列期間對(dui)材料的粘合(he)力下降(jiang)，導(dǎo)致較差(cha)的打印(yin)效果。而且，從打(da)印后的凝膠強(qiang)度和(he)質(zhì)構(gòu)(gou)結(jié)果可知(zhi)，凝膠(jiao)強度和質(zhì)(zhi)構(gòu)顯著下(xia)降，表(biao)明打(da)印過程軟化(hua)了質(zhì)構(gòu)和咀(ju)嚼性，這適(shi)合于咀嚼困難(nan)的人群。基于(yu)打印后弱化的(de)質(zhì)構(gòu)，Ca²⁺可以提(ti)升材料(liao)的凝膠強度和(he)質(zhì)構(gòu)特性(xing)，這意味著Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能夠(gou)更好(hao)維持打印(yin)形狀來增(zeng)加打(da)印食品的吸引(yin)力，同時適(shi)合特(te)定人群。另外，熟(shu)化后的打印(yin)食品結(jié)果表明(ming)Ca²⁺能夠賦予(yu)NS-XOS-魚糜更好的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性，這能夠(gou)促進打印形(xing)狀的形成(cheng)。

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