以三文魚(yu)(Oncorhynchus)為代表的海(hai)洋魚(yu)類, 風(fēng)味鮮美(mei), 富含多種蛋白(bai)質(zhì)和(he)微量元素, 同(tong)時含有大量ω-3 不(bu)飽和脂肪酸(suan)和二十二(er)碳六烯酸(suan)(docosahexaenoic acid, DHA),有助于預(yù)防心(xin)血管疾(ji)病與精(jing)神障礙。從(cong)1990 年到(dao)2018年, 全球魚(yu)類總消(xiao)費(fèi)量增(zeng)長了122%, 但是(shi)過度(du)捕撈及石油泄(xie)漏、白(bai)色污染、重金(jin)屬泄露、核廢水(shui)污染等問(wen)題嚴(yán)重阻礙(ai)了傳(chuan)統(tǒng)漁業(yè)的可(ke)持續(xù)發(fā)展?？?kao)慮到整魚利(li)用率低、未來肉(rou)類供給壓(ya)力大、素食(shi)主義需求(qiu)及動(dong)物倫理(li)等因素,一場(chang)關(guān)于植物(wu)基海(hai)鮮替代物(wu)的食品革命已(yi)然興(xing)起。

目前已經(jīng)報道(dao)了許多基(ji)于多(duo)糖模仿三文魚(yu)片外觀的植物(wu)基肉的研(yan)究, 但是(shi)這些水膠體(ti)產(chǎn)品存在兩個(ge)問題: 其一是(shi)蛋白質(zhì)(zhi)含量低、提供(gong)的營養(yǎng)物(wu)質(zhì)少, 如WANG 等(deng)生產(chǎn)的三文魚(yu)替代物(wu)蛋白含量僅(jin)為4%或8% (w/w); 且蛋白質(zhì)(zhi)烹飪過程受(shou)熱變性的質(zhì)(zhi)構(gòu)未知; 其二(er)是基于擠壓成(cheng)型的魚片類似(shi)物蛋白質(zhì)含(han)量雖(sui)高, 但(dan)是離真實魚(yu)肉的(de)結(jié)構(gòu)(gou)和質(zhì)構(gòu)(gou)仍有差(cha)距。3D 打印作為一(yi)種從(cong)微觀到宏(hong)觀結(jié)構(gòu)的跨(kua)尺度功能制(zhi)造技術(shù), 具(ju)有很大的食品(pin)應(yīng)用潛力(li), 可以克(ke)服上述關(guān)于結(jié)(jie)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)(gou)及烹飪(ren)過程的限(xian)制, 并且(qie)可以對打印墨(mo)水的成分(fen)進(jìn)行調(diào)(diao)控, 實現(xiàn)(xian)精準(zhǔn)營(ying)養(yǎng)與控(kong)制。然而, 對(dui)于當(dāng)前(qian)的食品(pin)3D 打印, 以1 mm 直(zhi)徑以下的噴頭(tou)生產(chǎn)植物蛋白(bai)基類似物仍(reng)然是一(yi)種挑戰(zhàn), 噴頭直(zhi)徑過(guo)小會導(dǎo)致(zhi)物料堵塞、打(da)印斷條等問題(ti), 影響產(chǎn)品打印(yin)效果。例如(ru),TAY 等生產(chǎn)的3D 打(da)印三文魚(yu)替代物中, 用于(yu)擠出豌豆(dou)蛋白基油(you)墨的噴(pen)頭直徑為1.5 mm; KIM 等使(shi)用同軸打印(yin)生產(chǎn)(chan)的蟹棒替(ti)代物(wu)中, 用于擠出(chu)的噴(pen)頭直徑分別(bie)為1.6 和(he)1mm。而人類在咀(ju)嚼時(shi), 口腔黏膜中(zhong)的味覺受體(ti)直徑為18~30 μm, 且魚(yu)類肌纖(xian)維的直徑為(wei)20~100 μm,能提(ti)供dute咀嚼感和(he)纖維感。因(yin)此, 提高(gao)3D 打印精度,有(you)助于對三文魚(yu)替代物的(de)微觀結(jié)構(gòu)(gou)和宏觀(guan)質(zhì)構(gòu)進(jìn)行仿真(zhen)調(diào)控。