浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院研究人員在國(guó)際食品期刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）發(fā)表了題為"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，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)定3D打印魚(yú)糜的硬度、彈性、粘附性、回復(fù)性和凝膠強(qiáng)度等指標(biāo)。

魚(yú)糜的粘度和塑性是顯著的，魚(yú)糜是一種合適的3D打印材料。然而，較低的打印精確度限制了其廣泛應(yīng)用。加入低聚木糖(XOS)可以提升魚(yú)糜打印油墨的打印精確度，改善打印對(duì)象的自支撐能力和抗形變能力。同時(shí)，XOS能夠賦予3D打印魚(yú)糜抗氧化性。另外，加入20 mM/kg Ca²⁺到魚(yú)糜中能夠顯著改善打印精確度。隨著Ca²⁺的加入，魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)得到提升，同時(shí)魚(yú)糜蛋白變得更稠密。而且，油墨中的Ca²⁺能夠激活消化酶活性，增加酶和魚(yú)糜的接觸。酶水解過(guò)程得到促進(jìn)，這改善了XOS的釋放速率和抗氧化性。含有Ca²⁺的功能魚(yú)糜可以被用于遞送功能成分和提升打印效果。

下圖顯示了含有不同Ca²⁺濃度的納米淀粉-XOS(NS-XOS)-魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度。相比NS-XOS-魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度(129 gf?mm)，在打印之前，Ca²⁺-NS-XOS-魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度隨著Ca²⁺濃度的增加而增加，當(dāng)Ca²⁺濃度達(dá)到20 mM/kg時(shí)，其凝膠強(qiáng)度增加24%。增加的凝膠強(qiáng)度可以提升力學(xué)強(qiáng)度和自支撐能力，這將促進(jìn)打印過(guò)程。魚(yú)糜的內(nèi)源性酶被Ca²⁺激活，催化肌球蛋白重鏈交聯(lián)，這將提升凝膠強(qiáng)度。而且，由于Ca²⁺的加入，鹽溶解增加了疏水相互作用和二硫鍵，這促進(jìn)了蛋白質(zhì)的聚集。連接蛋白分子的短長(zhǎng)度二硫鍵可以使凝膠緊密來(lái)提升凝膠強(qiáng)度。另外，隨著Ca²⁺濃度的增加，魚(yú)糜的硬度、彈性、咀嚼性和粘附性都隨之增加，這與凝膠強(qiáng)度結(jié)果一致。這些操作增加了凝膠強(qiáng)度，這提升了內(nèi)部蛋白質(zhì)分子連接來(lái)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的致密性。蛋白分子能夠鎖住更多水分子來(lái)增加持水能力，增加質(zhì)構(gòu)特性。然而，隨著Ca²⁺濃度超過(guò)20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-魚(yú)糜粘度下降。疏水力的增加可能增加分子內(nèi)縮合和表面蛋白質(zhì)的疏水性，導(dǎo)致表面粘度的下降。提升的質(zhì)構(gòu)和下降的表面粘度表明材料剛性的增加，打印時(shí)材料排列期間對(duì)材料的粘合力下降，導(dǎo)致較差的打印效果。而且，從打印后的凝膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)結(jié)果可知，凝膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)顯著下降，表明打印過(guò)程軟化了質(zhì)構(gòu)和咀嚼性，這適合于咀嚼困難的人群。基于打印后弱化的質(zhì)構(gòu)，Ca²⁺可以提升材料的凝膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)特性，這意味著Ca²⁺-NS-XOS-魚(yú)糜能夠更好維持打印形狀來(lái)增加打印食品的吸引力，同時(shí)適合特定人群。另外，熟化后的打印食品結(jié)果表明Ca²⁺能夠賦予NS-XOS-魚(yú)糜更好的質(zhì)構(gòu)特性，這能夠促進(jìn)打印形狀的形成。

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