浙江大學(xué)(xue)生物系統(tǒng)工(gong)程與(yu)食品科(ke)學(xué)學(xué)院(yuan)研究人員在(zai)國(guó)際食品期(qi)刊《Food Physics》發(fā)(fa)表了題為"Simulated construction of plant-based fish meat with composite structure via dual-nozzle extrusion 3D printing"的(de)研究性論(lun)文。在該論文(wen)中，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)(ce)定植物基黃(huang)魚(yú)肌肉組織和(he)蒸制黃魚(yú)片的(de)硬度(du)、彈性(xing)、粘附性和(he)回復(fù)性等指標(biāo)(biao)。

三維（3D）打(da)印的仿魚(yú)(yu)制品(pin)正逐漸接近(jin)能夠根(gen)據(jù)個(gè)人需(xu)求、供(gong)應(yīng)壓力、食品(pin)安全和環(huán)(huan)境問(wèn)題(ti)來(lái)模擬(ni)真實(shí)魚(yú)(yu)肉的能(neng)力。然(ran)而，利用 3D 食(shi)品打印(yin)來(lái)模擬(ni)真實(shí)(shi)肉組織的(de)復(fù)合結(jié)構(gòu)仍(reng)然是一個(gè)挑(tiao)戰(zhàn)。在本研究(jiu)中，我們使用雙(shuang)噴嘴(zui) 3D 打印技術(shù)(shu)，通過(guò)大豆分(fen)離蛋白 - 黃(huang)原膠 - 淀粉復(fù)(fu)合物（作為模擬(ni)肌肉(rou) “墨水"）和納米淀(dian)粉 - 卡拉膠(jiao)乳液凝膠（作(zuo)為模擬脂肪(fang) “墨水(shui)"）構(gòu)建了(le)植物(wu)基黃魚(yú)組(zu)織類(lèi)似物。我(wo)們通過(guò)構(gòu)(gou)建肌肉 / 脂(zhi)肪雙相(xiang) 3D 模型并(bing)優(yōu)化打印工藝(yi)，成功(gong)制備了(le)具有(you)高模擬復(fù)合(he)結(jié)構(gòu)的(de) 3D 打印魚(yú)肉。對(duì)模(mo)擬魚(yú)肉的(de)質(zhì)地(di)、水分分布(bu)和營(yíng)(ying)養(yǎng)成分進(jìn)(jin)行了分析(xi)，并與真實(shí)(shi)的黃魚(yú)(yu)肉進(jìn)行了比較(jiao)，結(jié)果表明(ming)具有復(fù)合結(jié)(jie)構(gòu)的 3D 打印植物(wu)基黃魚(yú)肉具有(you)良好的仿真(zhen)質(zhì)量。

對(duì)模擬魚(yú)肉(rou)進(jìn)行了全質(zhì)(zhi)構(gòu)分析（TPA），結(jié)果(guo)如表 3 所示(shi)。硬度是阻止變(bian)形的力，即（固(gu)體時(shí)）在(zai)臼齒之(zhi)間或(huo)（半固體時(shí)）在舌(she)頭與上(shang)顎之間(jian)壓縮物質(zhì)(zhi)所需的力(li)。同時(shí)，膠粘(zhan)性是將半固(gu)體食物分解(jie)到有利于吞(tun)咽狀態(tài)所(suo)需的能量；它是(shi)低硬度和(he)高粘度作(zuo)用的結(jié)(jie)果。此外，黏附(fu)性是一種克服(fu)食物表(biao)面與食物(wu)所接(jie)觸的(de)其他(ta)材料(liao)表面之(zhi)間吸引力(li)的力，它表(biao)示在(zai)正常進(jìn)食過(guò)程(cheng)中去除(chu)黏附于口腔上(shang)顎的食(shi)物殘?jiān)?xu)的力。

三個(gè)(ge)部位（背部魚(yú)(yu)肉 [S1]、腹部底部(bu)魚(yú)肉 [S2]、魚(yú)尾(wei) [S3]）模擬魚(yú)肉的硬(ying)度數(shù)據(jù)與真實(shí)(shi)黃魚(yú)仍有(you)一定差異。黃魚(yú)(yu)（S1）的硬度為 7.04 ± 1.77 N，植物(wu)基魚(yú)肉(rou)（S1）的硬度為(wei) 10.48 ± 2.01 N，所以(yi) S1 部位模(mo)擬魚(yú)肉(rou)的硬度比真(zhen)魚(yú)大(da)約大 3N。此外，黃魚(yú)(yu)（S2）的硬(ying)度為 9.07 ± 3.18 N，植物基魚(yú)(yu)肉（S2）的硬(ying)度為 12.0 ± 1.80N，因此 S2 部位(wei)模擬魚(yú)肉的硬(ying)度也比真魚(yú)大(da)約大 3 N。最后，黃(huang)魚(yú)（S3）的硬度(du)為 6.64 ± 2.69 牛(niu)頓，植物基魚(yú)肉(rou)（S3）的硬度為(wei) 3.63 ± 0.43 N。然而，與 S1 和 S2 不同(tong)的是，S3 部位的真(zhen)魚(yú)比(bi)模擬(ni)魚(yú)硬 3 N。在這三(san)個(gè)部位(wei)（S1、S2、S3）中，植物基魚(yú)肉(rou)與真(zhen)魚(yú)的硬(ying)度差都(dou)在 3 N左右，這(zhe)顯示出了(le)一些共同規(guī)律(lv)，可能是由于植(zhi)物基材(cai)料本身(shen)硬度的限制。無(wú)(wu)論如(ru)何，模擬(ni)魚(yú)的硬度與(yu)真魚(yú)的硬(ying)度之間仍(reng)然存在一(yi)定差距(ju)，可以繼續(xù)(xu)調(diào)整(zheng)配方(fang)以獲(huo)得更好(hao)的模擬效(xiao)果。

三個(gè)部位（S1、S2 和 S3）的(de)模擬(ni)魚(yú)肉和真實(shí)魚(yú)(yu)肉的一(yi)些全(quan)質(zhì)構(gòu)分(fen)析（TPA）數(shù)(shu)據(jù)相對(duì)(dui)比較接近，在誤(wu)差范圍(wei)內(nèi)，特別(bie)是彈(dan)性（springiness）和回復(fù)性(xing)（resilience）方面。同時(shí)，當(dāng)(dang)使物體變形(xing)的力消失后(hou)物體恢復(fù)到(dao)未變形狀態(tài)的(de)速率被(bei)稱(chēng)為彈性，在食(shi)用食物的(de)情況(kuang)下，彈性被認(rèn)(ren)為是食物在(zai)被牙(ya)齒擠壓(ya)后恢復(fù)到其原(yuan)始狀態(tài)的程度(du)。在真實(shí)黃魚(yú)魚(yú)(yu)肉的三個(gè)(ge)部位中，彈(dan)性分(fen)別是 0.58（S1）、0.70（S2）和 0.74（S3），而模(mo)擬魚(yú)(yu)相應(yīng)(ying)部位(wei)的彈性(xing)分別是 0.78（S1）、0.64（S2）和(he) 0.65（S3）。除了 S1 部位外，模(mo)擬魚(yú)(yu) S2 和 S3 部位(wei)的彈性(xing)與真實(shí)黃魚(yú)(yu)的彈(dan)性非常接(jie)近。此外，酥(su)脆、有彈(dan)性和光滑(hua)的質(zhì)地對(duì)魚(yú)肉(rou)來(lái)說(shuō)很重要，上(shang)述結(jié)果表(biao)明通(tong)過(guò) 3D 打印(yin)制備的具有復(fù)(fu)合結(jié)構(gòu)的模擬(ni)魚(yú)肉在一(yi)定程度上與(yu)真實(shí)魚(yú)肉具(ju)有相似的(de)質(zhì)構(gòu)特性。

原文下載(zai)鏈接

Simulated construction of plant-based fish meat with composite structure via dual-nozzle extrusion 3D printing