浙江工(gong)商大(da)學(xué)食品與生(sheng)物工程學(xué)院研(yan)究人員在(zai)國(guó)際食品期(qi)刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表了題(ti)為"Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca²⁺ and Xylo-oligosaccharides"的研(yan)究論文。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測(cè)定3D打印魚糜(mi)的硬(ying)度、彈性、粘附(fu)性、回復(fù)性(xing)和凝膠強(qiáng)(qiang)度等指(zhi)標(biāo)。

魚糜的粘(zhan)度和(he)塑性(xing)是顯著(zhu)的，魚糜是一種(zhong)合適的3D打印(yin)材料。然(ran)而，較低(di)的打(da)印精(jing)確度限(xian)制了其廣(guang)泛應(yīng)用。加入低(di)聚木糖(XOS)可以提(ti)升魚糜打印(yin)油墨的打印精(jing)確度(du)，改善打印(yin)對(duì)象的自支(zhi)撐能力和抗形(xing)變能力。同(tong)時(shí)，XOS能(neng)夠賦予3D打印魚(yu)糜抗氧化性。另(ling)外，加(jia)入20 mM/kg Ca²⁺到魚糜(mi)中能夠顯(xian)著改善打印精(jing)確度。隨(sui)著Ca²⁺的加入，魚糜(mi)的凝膠強(qiáng)度(du)和質(zhì)構(gòu)(gou)得到提升，同時(shí)(shi)魚糜蛋白(bai)變得更(geng)稠密。而且，油(you)墨中的Ca²⁺能夠激活(huo)消化酶活性(xing)，增加酶和魚糜(mi)的接觸(chu)。酶水解過(guò)(guo)程得到促進(jìn)，這(zhe)改善了(le)XOS的釋(shi)放速率和抗(kang)氧化性。含有(you)Ca²⁺的功(gong)能魚糜(mi)可以被(bei)用于遞送功(gong)能成分(fen)和提升打印(yin)效果。

下圖(tu)顯示(shi)了含有不同Ca²⁺濃度的納米淀(dian)粉-XOS(NS-XOS)-魚糜凝(ning)膠強(qiáng)度。相(xiang)比NS-XOS-魚糜凝膠(jiao)強(qiáng)度(129 gf?mm)，在打印(yin)之前，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜(mi)凝膠強(qiáng)度隨著(zhe)Ca²⁺濃度的增加(jia)而增加，當(dāng)Ca²⁺濃度達(dá)到20 mM/kg時(shí)(shi)，其凝(ning)膠強(qiáng)(qiang)度增加(jia)24%。增加(jia)的凝膠(jiao)強(qiáng)度可以提升(sheng)力學(xué)強(qiáng)度和自(zi)支撐能力(li)，這將促進(jìn)打印(yin)過(guò)程。魚糜(mi)的內(nèi)(nei)源性酶被Ca²⁺激活，催化(hua)肌球(qiu)蛋白重鏈(lian)交聯(lián)，這將提升(sheng)凝膠強(qiáng)度。而且(qie)，由于Ca²⁺的加入，鹽溶解(jie)增加(jia)了疏(shu)水相(xiang)互作用(yong)和二硫鍵，這(zhe)促進(jìn)了蛋白(bai)質(zhì)的聚集。連接(jie)蛋白分子的(de)短長(zhǎng)(zhang)度二硫鍵(jian)可以使凝膠(jiao)緊密來(lái)(lai)提升凝膠強(qiáng)度(du)。另外(wai)，隨著Ca²⁺濃度的增(zeng)加，魚糜(mi)的硬度、彈性、咀(ju)嚼性和粘附性(xing)都隨之增加，這(zhe)與凝膠強(qiáng)(qiang)度結(jié)果一(yi)致。這(zhe)些操作(zuo)增加(jia)了凝(ning)膠強(qiáng)度(du)，這提升了內(nèi)部(bu)蛋白(bai)質(zhì)分子連接(jie)來(lái)強(qiáng)化結(jié)(jie)構(gòu)的致密性。蛋(dan)白分子能(neng)夠鎖(suo)住更多水(shui)分子來(lái)增(zeng)加持水能(neng)力，增加(jia)質(zhì)構(gòu)特(te)性。然而，隨著Ca²⁺濃度超過(guò)20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚糜(mi)粘度下降(jiang)。疏水力的(de)增加可能(neng)增加(jia)分子內(nèi)縮合(he)和表(biao)面蛋白(bai)質(zhì)的疏水(shui)性，導(dǎo)致表(biao)面粘度的下(xia)降。提升的質(zhì)構(gòu)(gou)和下(xia)降的表(biao)面粘度表明材(cai)料剛性的增(zeng)加，打印時(shí)(shi)材料排(pai)列期間對(duì)材料(liao)的粘(zhan)合力下降，導(dǎo)致(zhi)較差的打印效(xiao)果。而且，從打印(yin)后的(de)凝膠強(qiáng)度和質(zhì)(zhi)構(gòu)結(jié)(jie)果可知，凝膠(jiao)強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)顯(xian)著下降，表(biao)明打印(yin)過(guò)程(cheng)軟化了質(zhì)(zhi)構(gòu)和咀(ju)嚼性(xing)，這適合于咀(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(ti)升材料的(de)凝膠強(qiáng)(qiang)度和(he)質(zhì)構(gòu)特性，這(zhe)意味著(zhe)Ca²⁺-NS-XOS-魚糜能夠更(geng)好維持(chi)打印形狀來(lái)(lai)增加打(da)印食(shi)品的吸(xi)引力(li)，同時(shí)適合特(te)定人群(qun)。另外，熟化(hua)后的(de)打印食(shi)品結(jié)果表明Ca²⁺能夠賦(fu)予NS-XOS-魚糜更(geng)好的質(zhì)構(gòu)特(te)性，這能夠促(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