浙江工(gong)商大(da)學(xué)食(shi)品與生(sheng)物工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員(yuan)在國際(ji)食品期刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表(biao)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。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于(yu)測定3D打印魚糜(mi)的硬度、彈(dan)性、粘附性(xing)、回復(fù)性和(he)凝膠強(qiang)度等指(zhi)標(biāo)。

魚糜的粘度(du)和塑(su)性是顯(xian)著的，魚糜(mi)是一種(zhong)合適(shi)的3D打印(yin)材料。然(ran)而，較低(di)的打印精(jing)確度限制了其(qi)廣泛應(yīng)用。加入(ru)低聚木(mu)糖(XOS)可以(yi)提升魚(yu)糜打印油(you)墨的(de)打印精(jing)確度，改善打印(yin)對象的自支撐(cheng)能力和(he)抗形變(bian)能力。同時(shi)，XOS能夠賦予3D打(da)印魚糜抗氧(yang)化性。另外，加入(ru)20 mM/kg Ca²⁺到魚糜中(zhong)能夠顯著(zhu)改善打(da)印精(jing)確度(du)。隨著Ca²⁺的加入，魚糜的(de)凝膠強度和(he)質(zhì)構(gòu)得到(dao)提升(sheng)，同時魚糜(mi)蛋白變得更稠(chou)密。而且，油墨(mo)中的Ca²⁺能夠激活(huo)消化酶(mei)活性，增(zeng)加酶和(he)魚糜的接觸。酶(mei)水解過程(cheng)得到(dao)促進(jìn)，這改善了(le)XOS的釋放速率(lv)和抗氧化性(xing)。含有Ca²⁺的功能魚糜可(ke)以被(bei)用于遞(di)送功能成分和(he)提升打印(yin)效果。

下圖顯示(shi)了含(han)有不(bu)同Ca²⁺濃度的納(na)米淀粉-XOS(NS-XOS)-魚(yu)糜凝膠強度。相(xiang)比NS-XOS-魚糜凝膠(jiao)強度(129 gf?mm)，在(zai)打印(yin)之前，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜凝膠強(qiang)度隨著Ca²⁺濃度的增(zeng)加而增加，當(dāng)(dang)Ca²⁺濃度達(dá)到20 mM/kg時，其(qi)凝膠強度增加(jia)24%。增加的凝(ning)膠強度可以提(ti)升力學(xué)(xue)強度和(he)自支撐能力，這(zhe)將促(cu)進(jìn)打印過(guo)程。魚(yu)糜的內(nèi)源性(xing)酶被Ca²⁺激活，催化(hua)肌球蛋白(bai)重鏈交聯(lián)，這將(jiang)提升凝膠強度(du)。而且(qie)，由于(yu)Ca²⁺的加入，鹽溶解(jie)增加了疏水(shui)相互作用和二(er)硫鍵，這促進(jìn)(jin)了蛋白(bai)質(zhì)的聚(ju)集。連接(jie)蛋白分子的短(duan)長度二硫(liu)鍵可以(yi)使凝膠緊密來(lai)提升(sheng)凝膠強度。另外(wai)，隨著Ca²⁺濃度的增加(jia)，魚糜的(de)硬度、彈(dan)性、咀嚼性(xing)和粘(zhan)附性(xing)都隨之增加(jia)，這與凝(ning)膠強度(du)結(jié)果一(yi)致。這些操作增(zeng)加了(le)凝膠強度(du)，這提(ti)升了內(nèi)部蛋(dan)白質(zhì)(zhi)分子連接來強(qiang)化結(jié)(jie)構(gòu)的致密性(xing)。蛋白分子能(neng)夠鎖(suo)住更多水(shui)分子(zi)來增加持水能(neng)力，增加質(zhì)構(gòu)特(te)性。然而(er)，隨著(zhe)Ca²⁺濃度超過(guo)20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜粘度下降(jiang)。疏水力的增加(jia)可能增加(jia)分子內(nèi)縮合(he)和表面(mian)蛋白質(zhì)的疏水(shui)性，導(dǎo)致表面(mian)粘度的下降(jiang)。提升的質(zhì)構(gòu)(gou)和下(xia)降的(de)表面粘度表(biao)明材料(liao)剛性(xing)的增(zeng)加，打印時(shi)材料排列(lie)期間對材(cai)料的粘合力下(xia)降，導(dǎo)致較差(cha)的打印(yin)效果。而且，從打(da)印后的凝膠(jiao)強度和質(zhì)構(gòu)結(jié)(jie)果可知，凝(ning)膠強度和(he)質(zhì)構(gòu)(gou)顯著下降(jiang)，表明打(da)印過程(cheng)軟化了質(zhì)構(gòu)和(he)咀嚼性(xing)，這適合(he)于咀(ju)嚼困難(nan)的人群。基于打(da)印后弱化的質(zhì)(zhi)構(gòu)，Ca²⁺可以提升材(cai)料的凝膠強度(du)和質(zhì)構(gòu)(gou)特性，這意味著(zhe)Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能夠(gou)更好維持打(da)印形(xing)狀來增加打(da)印食(shi)品的吸引(yin)力，同(tong)時適(shi)合特定(ding)人群。另(ling)外，熟化(hua)后的打(da)印食(shi)品結(jié)果(guo)表明Ca²⁺能夠賦(fu)予NS-XOS-魚糜更好(hao)的質(zhì)構(gòu)特(te)性，這能夠促進(jìn)(jin)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