浙江工商大學(xué)(xue)食品與生物(wu)工程學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國際食品期(qi)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(jiu)論文。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定3D打(da)印魚糜的硬(ying)度、彈性(xing)、粘附性、回復(fù)(fu)性和凝膠(jiao)強(qiáng)度等指(zhi)標(biāo)。

魚糜的粘度和(he)塑性是(shi)顯著的(de)，魚糜是一(yi)種合適的(de)3D打印(yin)材料(liao)。然而，較低(di)的打印精確度(du)限制了其(qi)廣泛應(yīng)用。加入(ru)低聚木糖(XOS)可(ke)以提升魚糜打(da)印油墨的打印(yin)精確度(du)，改善打(da)印對象(xiang)的自支撐能力(li)和抗形變能力(li)。同時(shí)，XOS能夠賦予(yu)3D打印魚糜抗氧(yang)化性。另外，加(jia)入20 mM/kg Ca²⁺到魚糜中能夠(gou)顯著改善打印(yin)精確度(du)。隨著Ca²⁺的加入，魚(yu)糜的凝膠(jiao)強(qiáng)度(du)和質(zhì)構(gòu)(gou)得到提升(sheng)，同時(shí)魚糜蛋(dan)白變得(de)更稠密。而(er)且，油(you)墨中的Ca²⁺能夠激活消化(hua)酶活性，增(zeng)加酶和魚(yu)糜的接(jie)觸。酶(mei)水解過程得到(dao)促進(jìn)(jin)，這改善了XOS的釋(shi)放速(su)率和抗氧化(hua)性。含(han)有Ca²⁺的功能(neng)魚糜(mi)可以被(bei)用于(yu)遞送功能(neng)成分(fen)和提升打(da)印效(xiao)果。

下圖顯示了(le)含有不同Ca²⁺濃度的納米(mi)淀粉(fen)-XOS(NS-XOS)-魚糜凝膠(jiao)強(qiáng)度。相(xiang)比NS-XOS-魚糜凝膠(jiao)強(qiáng)度(129 gf?mm)，在打印(yin)之前(qian)，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜(mi)凝膠強(qiáng)度隨著(zhe)Ca²⁺濃度的增加(jia)而增(zeng)加，當(dāng)Ca²⁺濃度達(dá)到(dao)20 mM/kg時(shí)，其(qi)凝膠(jiao)強(qiáng)度增加24%。增加(jia)的凝(ning)膠強(qiáng)(qiang)度可以(yi)提升力學(xué)(xue)強(qiáng)度和自支撐(cheng)能力，這將促(cu)進(jìn)打(da)印過(guo)程。魚糜的內(nèi)源(yuan)性酶(mei)被Ca²⁺激活，催化肌球(qiu)蛋白重鏈交(jiao)聯(lián)，這(zhe)將提升凝膠強(qiáng)(qiang)度。而且，由于(yu)Ca²⁺的加入(ru)，鹽溶解增加(jia)了疏水(shui)相互作(zuo)用和二(er)硫鍵，這促(cu)進(jìn)了(le)蛋白質(zhì)的聚(ju)集。連(lian)接蛋白(bai)分子的短長(zhang)度二硫鍵可以(yi)使凝膠緊密(mi)來提升凝膠強(qiáng)(qiang)度。另外，隨(sui)著Ca²⁺濃度的增(zeng)加，魚糜的(de)硬度、彈性(xing)、咀嚼(jue)性和(he)粘附性都隨(sui)之增加，這(zhe)與凝膠強(qiáng)(qiang)度結(jié)果一(yi)致。這些操(cao)作增加(jia)了凝膠強(qiáng)度(du)，這提升了內(nèi)部(bu)蛋白質(zhì)分(fen)子連接(jie)來強(qiáng)化結(jié)(jie)構(gòu)的(de)致密性(xing)。蛋白分子能(neng)夠鎖(suo)住更多水(shui)分子來增加持(chi)水能(neng)力，增加質(zhì)構(gòu)特(te)性。然而，隨(sui)著Ca²⁺濃度(du)超過(guo)20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜粘度下降(jiang)。疏水力的(de)增加可(ke)能增(zeng)加分(fen)子內(nèi)縮合和(he)表面蛋白質(zhì)(zhi)的疏水(shui)性，導(dǎo)(dao)致表面粘度(du)的下降。提升的(de)質(zhì)構(gòu)和下(xia)降的表(biao)面粘度(du)表明材料剛性(xing)的增加(jia)，打印時(shí)材料排(pai)列期間(jian)對材料的粘合(he)力下(xia)降，導(dǎo)致較(jiao)差的打印效果(guo)。而且，從(cong)打印后的凝(ning)膠強(qiáng)度和(he)質(zhì)構(gòu)結(jié)果(guo)可知，凝膠(jiao)強(qiáng)度和質(zhì)(zhi)構(gòu)顯著下(xia)降，表明打(da)印過程軟化(hua)了質(zhì)構(gòu)和咀嚼(jue)性，這適合于咀(ju)嚼困難的人(ren)群?；诖蛴?yin)后弱化的質(zhì)(zhi)構(gòu)，Ca²⁺可以(yi)提升材料的凝(ning)膠強(qiáng)度(du)和質(zhì)構(gòu)特性(xing)，這意味著Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能(neng)夠更好維(wei)持打印形狀(zhuang)來增加打印(yin)食品的吸引(yin)力，同時(shí)適合(he)特定人群。另(ling)外，熟化后(hou)的打印食(shi)品結(jié)果表明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(cu)進(jìn)打印形(xing)狀的形成。

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