浙江大學(xué)(xue)生物系統(tǒng)工(gong)程與(yu)食品科學(xué)學(xué)院(yuan)研究人員在國(guo)際食品(pin)期刊《Food Physics》發(fā)表了(le)題為"Simulated construction of plant-based fish meat with composite structure via dual-nozzle extrusion 3D printing"的(de)研究性論文(wen)。在該論(lun)文中(zhong)，研究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測定(ding)植物基黃魚(yu)肌肉組(zu)織和蒸(zheng)制黃魚片的(de)硬度、彈(dan)性、粘附(fu)性和(he)回復(fù)性等指(zhi)標(biāo)。

三維（3D）打印的仿(fang)魚制品正(zheng)逐漸接(jie)近能夠根(gen)據(jù)個(gè)人需(xu)求、供(gong)應(yīng)壓力、食(shi)品安全(quan)和環(huán)境(jing)問題來模擬(ni)真實(shí)(shi)魚肉的(de)能力。然(ran)而，利(li)用 3D 食品打印來(lai)模擬真實(shí)肉(rou)組織的復(fù)合結(jié)(jie)構(gòu)仍然是一個(gè)(ge)挑戰(zhàn)。在本研究(jiu)中，我們使用雙(shuang)噴嘴 3D 打印(yin)技術(shù)，通過大(da)豆分離(li)蛋白 - 黃原(yuan)膠 - 淀粉(fen)復(fù)合(he)物（作為模擬肌(ji)肉 “墨水(shui)"）和納米(mi)淀粉 - 卡(ka)拉膠乳液(ye)凝膠（作為模擬(ni)脂肪 “墨(mo)水"）構(gòu)建了(le)植物基黃魚(yu)組織類(lei)似物。我們通過(guo)構(gòu)建肌肉 / 脂肪(fang)雙相(xiang) 3D 模型并(bing)優(yōu)化打印工藝(yi)，成功制(zhi)備了具有(you)高模(mo)擬復(fù)合結(jié)構(gòu)(gou)的 3D 打印魚(yu)肉。對(duì)模擬魚(yu)肉的質(zhì)地、水(shui)分分布和營(ying)養(yǎng)成分(fen)進(jìn)行了分(fen)析，并與真(zhen)實(shí)的黃魚肉進(jìn)(jin)行了比較(jiao)，結(jié)果(guo)表明具有復(fù)合(he)結(jié)構(gòu)的(de) 3D 打印植物(wu)基黃魚肉具有(you)良好的仿真質(zhì)(zhi)量。

對(duì)模擬(ni)魚肉進(jìn)行了全(quan)質(zhì)構(gòu)(gou)分析（TPA），結(jié)果如表(biao) 3 所示。硬度(du)是阻止變形的(de)力，即（固體(ti)時(shí)）在臼(jiu)齒之間(jian)或（半(ban)固體(ti)時(shí)）在舌頭(tou)與上顎之(zhi)間壓縮物(wu)質(zhì)所需的力(li)。同時(shí)，膠粘性是(shi)將半固(gu)體食物(wu)分解到(dao)有利于吞(tun)咽狀態(tài)所需(xu)的能(neng)量；它是(shi)低硬度和(he)高粘度(du)作用(yong)的結(jié)果(guo)。此外，黏附性是(shi)一種克服食(shi)物表面與(yu)食物所(suo)接觸的其(qi)他材(cai)料表面之間吸(xi)引力的力，它表(biao)示在正(zheng)常進(jìn)食過程中(zhong)去除(chu)黏附于口腔上(shang)顎的食(shi)物殘?jiān)?zha)所需的(de)力。

三個(gè)部位(wei)（背部魚肉 [S1]、腹部(bu)底部(bu)魚肉(rou) [S2]、魚尾 [S3]）模擬魚(yu)肉的(de)硬度數(shù)據(jù)與(yu)真實(shí)黃魚仍有(you)一定差異(yi)。黃魚（S1）的硬(ying)度為(wei) 7.04 ± 1.77 N，植物基魚(yu)肉（S1）的硬(ying)度為 10.48 ± 2.01 N，所(suo)以 S1 部位模擬魚(yu)肉的硬度(du)比真魚大約(yue)大 3N。此(ci)外，黃魚（S2）的(de)硬度(du)為 9.07 ± 3.18 N，植(zhi)物基魚肉（S2）的(de)硬度為 12.0 ± 1.80N，因(yin)此 S2 部(bu)位模擬魚(yu)肉的硬(ying)度也比真魚大(da)約大 3 N。最后，黃魚(yu)（S3）的硬度為(wei) 6.64 ± 2.69 牛頓，植物基(ji)魚肉（S3）的硬度為(wei) 3.63 ± 0.43 N。然而，與(yu) S1 和 S2 不(bu)同的是，S3 部位的(de)真魚比模擬(ni)魚硬(ying) 3 N。在這(zhe)三個(gè)部(bu)位（S1、S2、S3）中，植物(wu)基魚肉(rou)與真(zhen)魚的硬度差(cha)都在 3 N左右，這顯(xian)示出了一些共(gong)同規(guī)律(lv)，可能是由于植(zhi)物基材(cai)料本(ben)身硬度(du)的限制。無(wu)論如何(he)，模擬魚(yu)的硬度與(yu)真魚的硬(ying)度之間仍然(ran)存在(zai)一定差距，可(ke)以繼(ji)續(xù)調(diào)整配方以(yi)獲得更好的(de)模擬效果。

三個(gè)部位(wei)（S1、S2 和 S3）的模擬魚(yu)肉和(he)真實(shí)(shi)魚肉的一些(xie)全質(zhì)構(gòu)分析（TPA）數(shù)(shu)據(jù)相對(duì)比較(jiao)接近，在誤差范(fan)圍內(nèi)(nei)，特別是彈性(xing)（springiness）和回復(fù)性（resilience）方面(mian)。同時(shí)，當(dāng)使(shi)物體(ti)變形的力消失(shi)后物體恢(hui)復(fù)到未(wei)變形(xing)狀態(tài)的(de)速率(lv)被稱為彈性(xing)，在食(shi)用食物的情(qing)況下，彈(dan)性被(bei)認(rèn)為是(shi)食物(wu)在被牙齒擠壓(ya)后恢復(fù)到(dao)其原始狀(zhuang)態(tài)的程度。在(zai)真實(shí)(shi)黃魚魚肉的三(san)個(gè)部位(wei)中，彈性分別(bie)是 0.58（S1）、0.70（S2）和 0.74（S3），而模擬魚(yu)相應(yīng)部(bu)位的彈性分別(bie)是 0.78（S1）、0.64（S2）和(he) 0.65（S3）。除了 S1 部(bu)位外，模(mo)擬魚 S2 和 S3 部位的(de)彈性與真實(shí)(shi)黃魚(yu)的彈(dan)性非常接近。此(ci)外，酥(su)脆、有彈性和光(guang)滑的(de)質(zhì)地(di)對(duì)魚肉(rou)來說(shuo)很重(zhong)要，上述結(jié)果(guo)表明通過 3D 打印(yin)制備的(de)具有復(fù)(fu)合結(jié)構(gòu)的模擬(ni)魚肉在一定程(cheng)度上(shang)與真實(shí)魚(yu)肉具有(you)相似的質(zhì)構(gòu)特(te)性。

原文(wen)下載(zai)鏈接(jie)

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