浙江工商大(da)學(xué)食品(pin)與生(sheng)物工程學(xué)院研(yan)究人員在(zai)國際食品(pin)期刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表了題(ti)為"Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca²⁺ and Xylo-oligosaccharides"的研究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定3D打(da)印魚糜的(de)硬度、彈(dan)性、粘(zhan)附性、回(hui)復(fù)性和凝膠(jiao)強度等指標(biāo)。

魚糜的(de)粘度和塑(su)性是顯(xian)著的(de)，魚糜是(shi)一種(zhong)合適的3D打印(yin)材料。然(ran)而，較低的(de)打印精確度限(xian)制了其廣(guang)泛應(yīng)用。加(jia)入低聚(ju)木糖(XOS)可以(yi)提升魚糜打(da)印油墨的打印(yin)精確度，改(gai)善打印對象的(de)自支撐(cheng)能力(li)和抗(kang)形變(bian)能力。同(tong)時，XOS能夠賦(fu)予3D打(da)印魚糜抗(kang)氧化性。另外，加(jia)入20 mM/kg Ca²⁺到魚糜(mi)中能夠顯(xian)著改善打(da)印精確(que)度。隨著Ca²⁺的加入(ru)，魚糜的凝膠(jiao)強度和質(zhì)(zhi)構(gòu)得到提升，同(tong)時魚糜蛋(dan)白變得更(geng)稠密。而且，油墨(mo)中的Ca²⁺能夠激活消(xiao)化酶活性，增(zeng)加酶和魚(yu)糜的接觸。酶水(shui)解過程得到(dao)促進，這改(gai)善了XOS的釋放速率(lv)和抗氧(yang)化性(xing)。含有Ca²⁺的功(gong)能魚糜(mi)可以(yi)被用于遞送功(gong)能成分和提(ti)升打印效果(guo)。

下圖顯示(shi)了含有不同(tong)Ca²⁺濃度的納米(mi)淀粉-XOS(NS-XOS)-魚(yu)糜凝膠強度。相(xiang)比NS-XOS-魚糜凝(ning)膠強度(129 gf?mm)，在打印(yin)之前，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜凝膠強(qiang)度隨著Ca²⁺濃度(du)的增加(jia)而增加(jia)，當(dāng)Ca²⁺濃度達到20 mM/kg時(shi)，其凝膠(jiao)強度增(zeng)加24%。增加的(de)凝膠(jiao)強度可以(yi)提升力學(xué)強度(du)和自支撐能(neng)力，這(zhe)將促進打印(yin)過程(cheng)。魚糜的內(nèi)源性(xing)酶被(bei)Ca²⁺激活(huo)，催化肌(ji)球蛋白(bai)重鏈交聯(lián)(lian)，這將提升(sheng)凝膠強(qiang)度。而(er)且，由于Ca²⁺的加入，鹽溶解(jie)增加了疏水(shui)相互作用和二(er)硫鍵，這(zhe)促進了蛋白質(zhì)(zhi)的聚集(ji)。連接蛋白分子(zi)的短長(zhang)度二硫鍵可以(yi)使凝膠(jiao)緊密來提(ti)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(xing)和粘(zhan)附性都隨之(zhi)增加，這與(yu)凝膠強度結(jié)(jie)果一致。這(zhe)些操作增加(jia)了凝膠強度(du)，這提(ti)升了內(nèi)(nei)部蛋(dan)白質(zhì)分子連接(jie)來強化結(jié)構(gòu)(gou)的致密性。蛋白(bai)分子能(neng)夠鎖住更多水(shui)分子來增(zeng)加持水能力(li)，增加質(zhì)構(gòu)(gou)特性。然而，隨著(zhe)Ca²⁺濃度超過20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜粘度下降(jiang)。疏水(shui)力的增(zeng)加可(ke)能增加(jia)分子內(nèi)縮合(he)和表(biao)面蛋白質(zhì)的(de)疏水性，導(dǎo)致表(biao)面粘度的下降(jiang)。提升(sheng)的質(zhì)構(gòu)和下(xia)降的表面(mian)粘度表明材料(liao)剛性的增(zeng)加，打(da)印時材料排(pai)列期間(jian)對材料的(de)粘合力下降(jiang)，導(dǎo)致較差的(de)打印效果。而且(qie)，從打印后的凝(ning)膠強度和(he)質(zhì)構(gòu)結(jié)果可(ke)知，凝膠強度(du)和質(zhì)構(gòu)(gou)顯著下降(jiang)，表明打印(yin)過程軟化(hua)了質(zhì)(zhi)構(gòu)和咀嚼性(xing)，這適合于(yu)咀嚼困(kun)難的人群?；?yu)打印(yin)后弱(ruo)化的質(zhì)構(gòu)(gou)，Ca²⁺可以提升(sheng)材料的凝膠強(qiang)度和質(zhì)構(gòu)特性(xing)，這意味(wei)著Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能夠(gou)更好維持打印(yin)形狀來增(zeng)加打印食品的(de)吸引力(li)，同時適(shi)合特(te)定人群。另外，熟(shu)化后的(de)打印(yin)食品結(jié)果表(biao)明Ca²⁺能夠賦予(yu)NS-XOS-魚糜更(geng)好的質(zhì)構(gòu)特性(xing)，這能(neng)夠促進打(da)印形狀的形(xing)成。

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