浙江工(gong)商大學(xué)食(shi)品與生(sheng)物工程(cheng)學(xué)院研究人員(yuan)在國(guó)際食品期(qi)刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表(biao)了題為"Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca²⁺ and Xylo-oligosaccharides"的研(yan)究論文。在該論(lun)文中，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定(ding)3D打印(yin)魚(yú)糜的硬度、彈(dan)性、粘附性、回復(fù)(fu)性和凝膠強(qiáng)(qiang)度等指(zhi)標(biāo)。

魚(yú)糜(mi)的粘度(du)和塑(su)性是顯著的(de)，魚(yú)糜是一種(zhong)合適的3D打(da)印材料(liao)。然而，較低(di)的打印精確度(du)限制了其(qi)廣泛應(yīng)(ying)用。加入(ru)低聚木糖(XOS)可(ke)以提(ti)升魚(yú)(yu)糜打印(yin)油墨的(de)打印精(jing)確度，改善打(da)印對(duì)(dui)象的自支(zhi)撐能力和(he)抗形變能力。同(tong)時(shí)，XOS能夠賦予(yu)3D打印魚(yú)(yu)糜抗(kang)氧化性。另(ling)外，加入20 mM/kg Ca²⁺到魚(yú)(yu)糜中能夠顯(xian)著改善打印精(jing)確度。隨著Ca²⁺的加入，魚(yú)糜(mi)的凝膠(jiao)強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)得(de)到提升(sheng)，同時(shí)魚(yú)糜(mi)蛋白變得更稠(chou)密。而且(qie)，油墨中的Ca²⁺能夠激活(huo)消化酶活(huo)性，增加酶(mei)和魚(yú)糜的(de)接觸。酶水解過(guò)(guo)程得到促進(jìn)，這(zhe)改善了XOS的釋放速率和(he)抗氧化性。含(han)有Ca²⁺的功能魚(yú)(yu)糜可以被(bei)用于遞送(song)功能成(cheng)分和提(ti)升打印效果(guo)。

下圖顯示(shi)了含有不(bu)同Ca²⁺濃度的納米(mi)淀粉-XOS(NS-XOS)-魚(yú)糜凝(ning)膠強(qiáng)度。相比NS-XOS-魚(yú)(yu)糜凝膠(jiao)強(qiáng)度(129 gf?mm)，在(zai)打印之(zhi)前，Ca²⁺-NS-XOS-魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度(du)隨著(zhe)Ca²⁺濃度的(de)增加而(er)增加，當(dāng)Ca²⁺濃度達(dá)到20 mM/kg時(shí)，其(qi)凝膠強(qiáng)度增加(jia)24%。增加的(de)凝膠強(qiáng)(qiang)度可以(yi)提升力學(xué)強(qiáng)(qiang)度和自支撐(cheng)能力，這(zhe)將促進(jìn)(jin)打印過(guò)程(cheng)。魚(yú)糜的內(nèi)(nei)源性酶(mei)被Ca²⁺激活，催化(hua)肌球蛋白重鏈(lian)交聯(lián)，這將提升(sheng)凝膠強(qiáng)度。而且(qie)，由于Ca²⁺的加(jia)入，鹽溶(rong)解增(zeng)加了疏水相互(hu)作用和二硫(liu)鍵，這促進(jìn)了蛋(dan)白質(zhì)(zhi)的聚集。連(lian)接蛋(dan)白分子(zi)的短長(zhǎng)度(du)二硫(liu)鍵可以使凝膠(jiao)緊密來(lái)提升凝(ning)膠強(qiáng)度。另(ling)外，隨著Ca²⁺濃度的增加(jia)，魚(yú)糜的硬(ying)度、彈(dan)性、咀(ju)嚼性和粘附性(xing)都隨之增(zeng)加，這(zhe)與凝(ning)膠強(qiáng)度結(jié)(jie)果一致。這(zhe)些操作增(zeng)加了凝膠(jiao)強(qiáng)度(du)，這提升了內(nèi)(nei)部蛋白質(zhì)(zhi)分子連接來(lái)(lai)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)(gou)的致密性。蛋(dan)白分子(zi)能夠鎖住更多(duo)水分子來(lái)增加(jia)持水能(neng)力，增(zeng)加質(zhì)構(gòu)特性。然(ran)而，隨著(zhe)Ca²⁺濃度超過(guò)(guo)20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚(yú)糜粘度下(xia)降。疏(shu)水力的增加(jia)可能(neng)增加分子(zi)內(nèi)縮合(he)和表面蛋白(bai)質(zhì)的(de)疏水性(xing)，導(dǎo)致表(biao)面粘度的下(xia)降。提升(sheng)的質(zhì)構(gòu)和下(xia)降的表面粘(zhan)度表明材(cai)料剛性的(de)增加(jia)，打印時(shí)材料(liao)排列(lie)期間對(duì)(dui)材料(liao)的粘(zhan)合力下降，導(dǎo)致(zhi)較差(cha)的打印效果(guo)。而且，從打印(yin)后的凝膠強(qiáng)度(du)和質(zhì)(zhi)構(gòu)結(jié)果可知(zhi)，凝膠強(qiáng)度和質(zhì)(zhi)構(gòu)顯(xian)著下(xia)降，表明打印過(guò)(guo)程軟化(hua)了質(zhì)(zhi)構(gòu)和咀嚼(jue)性，這適合(he)于咀(ju)嚼困難的(de)人群。基于(yu)打印(yin)后弱化(hua)的質(zhì)構(gòu)，Ca²⁺可以提升材料(liao)的凝膠強(qiáng)(qiang)度和質(zhì)構(gòu)特(te)性，這意(yi)味著Ca²⁺-NS-XOS-魚(yú)糜能夠(gou)更好(hao)維持(chi)打印形狀(zhuang)來(lái)增加打(da)印食(shi)品的吸引力，同(tong)時(shí)適合特定人(ren)群。另外，熟化后(hou)的打(da)印食品(pin)結(jié)果表(biao)明Ca²⁺能夠賦予NS-XOS-魚(yú)糜(mi)更好(hao)的質(zhì)構(gòu)(gou)特性，這能(neng)夠促進(jìn)(jin)打印形狀的形(xing)成。

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