浙江工商大學(xué)(xue)食品與生物(wu)工程學(xué)院(yuan)研究人員在(zai)國際食(shi)品期刊《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"的研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測定3D打印魚糜(mi)的硬度、彈性(xing)、粘附性(xing)、回復(fù)性和凝膠(jiao)強(qiáng)度(du)等指標(biāo)。

魚糜的粘度和(he)塑性是顯著(zhu)的，魚糜是一種(zhong)合適的3D打(da)印材料。然而，較(jiao)低的打印精確(que)度限制了其(qi)廣泛應(yīng)用。加(jia)入低聚木(mu)糖(XOS)可以提升魚(yu)糜打印(yin)油墨的打印精(jing)確度，改善打(da)印對象(xiang)的自支撐(cheng)能力和(he)抗形變能力(li)。同時(shi)，XOS能夠(gou)賦予3D打印魚(yu)糜抗(kang)氧化性。另外(wai)，加入20 mM/kg Ca²⁺到魚糜中能(neng)夠顯著(zhu)改善打印精(jing)確度。隨著(zhe)Ca²⁺的加入，魚糜(mi)的凝膠(jiao)強(qiáng)度和(he)質(zhì)構(gòu)得(de)到提升(sheng)，同時魚(yu)糜蛋白變(bian)得更稠密。而且(qie)，油墨中的Ca²⁺能夠激活(huo)消化酶(mei)活性(xing)，增加酶和(he)魚糜的接觸(chu)。酶水解(jie)過程得到促進(jìn)(jin)，這改善了(le)XOS的釋放速(su)率和抗氧(yang)化性。含有Ca²⁺的功能(neng)魚糜(mi)可以被用于(yu)遞送功能成分(fen)和提升打(da)印效果。

下圖顯示(shi)了含(han)有不同Ca²⁺濃度的(de)納米淀粉(fen)-XOS(NS-XOS)-魚糜凝(ning)膠強(qiáng)(qiang)度。相比NS-XOS-魚糜(mi)凝膠強(qiáng)度(129 gf?mm)，在打(da)印之前，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜凝膠(jiao)強(qiáng)度(du)隨著Ca²⁺濃度的增(zeng)加而增(zeng)加，當(dāng)Ca²⁺濃度達(dá)到20 mM/kg時(shi)，其凝膠強(qiáng)(qiang)度增加24%。增(zeng)加的凝(ning)膠強(qiáng)度可以提(ti)升力學(xué)強(qiáng)(qiang)度和自支撐能(neng)力，這將促進(jìn)打(da)印過程。魚糜(mi)的內(nèi)源(yuan)性酶被Ca²⁺激活，催(cui)化肌球蛋白(bai)重鏈(lian)交聯(lián)，這將(jiang)提升凝膠強(qiáng)(qiang)度。而且，由于(yu)Ca²⁺的加(jia)入，鹽溶(rong)解增(zeng)加了疏水(shui)相互作用和二(er)硫鍵，這促(cu)進(jìn)了蛋(dan)白質(zhì)的聚(ju)集。連接蛋白分(fen)子的短長度二(er)硫鍵(jian)可以(yi)使凝膠緊密來(lai)提升(sheng)凝膠強(qiáng)度。另外(wai)，隨著Ca²⁺濃度(du)的增加，魚糜的(de)硬度(du)、彈性(xing)、咀嚼性和粘(zhan)附性都隨之(zhi)增加，這與凝膠(jiao)強(qiáng)度結(jié)果(guo)一致。這些(xie)操作增加了(le)凝膠強(qiáng)(qiang)度，這(zhe)提升(sheng)了內(nèi)部蛋白質(zhì)(zhi)分子(zi)連接(jie)來強(qiáng)化結(jié)構(gòu)(gou)的致密性。蛋白(bai)分子能夠鎖住(zhu)更多水分(fen)子來增(zeng)加持水(shui)能力，增(zeng)加質(zhì)構(gòu)特性。然(ran)而，隨著Ca²⁺濃度超過20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜(mi)粘度(du)下降。疏(shu)水力的(de)增加可能增加(jia)分子內(nèi)縮合(he)和表面(mian)蛋白(bai)質(zhì)的疏水性(xing)，導(dǎo)致(zhi)表面粘度的(de)下降。提升(sheng)的質(zhì)構(gòu)和下(xia)降的(de)表面(mian)粘度表明(ming)材料剛性(xing)的增(zeng)加，打印(yin)時材料排列(lie)期間對材料的(de)粘合力下降，導(dǎo)(dao)致較差(cha)的打印效果。而(er)且，從(cong)打印后的凝(ning)膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)(gou)結(jié)果可知(zhi)，凝膠強(qiáng)度和質(zhì)(zhi)構(gòu)顯著下降，表(biao)明打印過程軟(ruan)化了(le)質(zhì)構(gòu)(gou)和咀(ju)嚼性，這適合于(yu)咀嚼困難的人(ren)群?；诖?da)印后弱化的(de)質(zhì)構(gòu)，Ca²⁺可以提升材(cai)料的凝(ning)膠強(qiáng)度(du)和質(zhì)構(gòu)特性，這(zhe)意味著Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能夠更好(hao)維持打印形(xing)狀來增加(jia)打印食品的吸(xi)引力，同時適合(he)特定人群。另(ling)外，熟化后的打(da)印食品結(jié)果表(biao)明Ca²⁺能夠賦予(yu)NS-XOS-魚糜更好的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性，這(zhe)能夠促(cu)進(jìn)打印形狀的(de)形成。

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