上海腾拔质构仪助力浙江工商大学发表关于3D打印鱼糜的国际期刊论文

浙江工商大学食品与生物工程学院研究人员在国际食品期刊《Food Bioscience》（Q1，IF：4.8）发表了题为"Study on the structure and preservation mechanism of 3D-Printed surimi with Ca²⁺ and Xylo-oligosaccharides"的研究论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA质构仪用于测定3D打印鱼糜的硬度、弹性、粘附性、回复性和凝胶强度等指标。

鱼糜的粘度和塑性是显著的，鱼糜是一种合适的3D打印材料。然而，较低的打印精确度限制了其广泛应用。加入低聚木糖(XOS)可以提升鱼糜打印油墨的打印精确度，改善打印对象的自支撑能力和抗形变能力。同时，XOS能够赋予3D打印鱼糜抗氧化性。另外，加入20 mM/kg Ca²⁺到鱼糜中能够显著改善打印精确度。随着Ca²⁺的加入，鱼糜的凝胶强度和质构得到提升，同时鱼糜蛋白变得更稠密。而且，油墨中的Ca²⁺能够激活消化酶活性，增加酶和鱼糜的接触。酶水解过程得到促进，这改善了XOS的释放速率和抗氧化性。含有Ca²⁺的功能鱼糜可以被用于递送功能成分和提升打印效果。

下图显示了含有不同Ca²⁺浓度的纳米淀粉-XOS(NS-XOS)-鱼糜凝胶强度。相比NS-XOS-鱼糜凝胶强度(129 gf⋅mm)，在打印之前，Ca²⁺-NS-XOS-鱼糜凝胶强度随着Ca²⁺浓度的增加而增加，当Ca²⁺浓度达到20 mM/kg时，其凝胶强度增加24%。增加的凝胶强度可以提升力学强度和自支撑能力，这将促进打印过程。鱼糜的内源性酶被Ca²⁺激活，催化肌球蛋白重链交联，这将提升凝胶强度。而且，由于Ca²⁺的加入，盐溶解增加了疏水相互作用和二硫键，这促进了蛋白质的聚集。连接蛋白分子的短长度二硫键可以使凝胶紧密来提升凝胶强度。另外，随着Ca²⁺浓度的增加，鱼糜的硬度、弹性、咀嚼性和粘附性都随之增加，这与凝胶强度结果一致。这些操作增加了凝胶强度，这提升了内部蛋白质分子连接来强化结构的致密性。蛋白分子能够锁住更多水分子来增加持水能力，增加质构特性。然而，随着Ca²⁺浓度超过20 mM/kg，Ca²⁺-NS-XOS-鱼糜粘度下降。疏水力的增加可能增加分子内缩合和表面蛋白质的疏水性，导致表面粘度的下降。提升的质构和下降的表面粘度表明材料刚性的增加，打印时材料排列期间对材料的粘合力下降，导致较差的打印效果。而且，从打印后的凝胶强度和质构结果可知，凝胶强度和质构显著下降，表明打印过程软化了质构和咀嚼性，这适合于咀嚼困难的人群。基于打印后弱化的质构，Ca²⁺可以提升材料的凝胶强度和质构特性，这意味着Ca²⁺-NS-XOS-鱼糜能够更好维持打印形状来增加打印食品的吸引力，同时适合特定人群。另外，熟化后的打印食品结果表明Ca²⁺能够赋予NS-XOS-鱼糜更好的质构特性，这能够促进打印形状的形成。

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