上海腾拔质构仪助力浙江大学发表关于3D打印植物基鱼肉的国际期刊论文

浙江大学生物系统工程与食品科学学院研究人员在国际食品期刊《Food Physics》发表了题为"Simulated construction of plant-based fish meat with composite structure via dual-nozzle extrusion 3D printing"的研究性论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA质构仪用于测定植物基黄鱼肌肉组织和蒸制黄鱼片的硬度、弹性、粘附性和回复性等指标。

三维（3D）打印的仿鱼制品正逐渐接近能够根据个人需求、供应压力、食品安全和环境问题来模拟真实鱼肉的能力。然而，利用 3D 食品打印来模拟真实肉组织的复合结构仍然是一个挑战。在本研究中，我们使用双喷嘴 3D 打印技术，通过大豆分离蛋白 - 黄原胶 - 淀粉复合物（作为模拟肌肉 “墨水"）和纳米淀粉 - 卡拉胶乳液凝胶（作为模拟脂肪 “墨水"）构建了植物基黄鱼组织类似物。我们通过构建肌肉 / 脂肪双相 3D 模型并优化打印工艺，成功制备了具有高模拟复合结构的 3D 打印鱼肉。对模拟鱼肉的质地、水分分布和营养成分进行了分析，并与真实的黄鱼肉进行了比较，结果表明具有复合结构的 3D 打印植物基黄鱼肉具有良好的仿真质量。

对模拟鱼肉进行了全质构分析（TPA），结果如表 3 所示。硬度是阻止变形的力，即（固体时）在臼齿之间或（半固体时）在舌头与上颚之间压缩物质所需的力。同时，胶粘性是将半固体食物分解到有利于吞咽状态所需的能量；它是低硬度和高粘度作用的结果。此外，黏附性是一种克服食物表面与食物所接触的其他材料表面之间吸引力的力，它表示在正常进食过程中去除黏附于口腔上颚的食物残渣所需的力。

三个部位（背部鱼肉 [S1]、腹部底部鱼肉 [S2]、鱼尾 [S3]）模拟鱼肉的硬度数据与真实黄鱼仍有一定差异。黄鱼（S1）的硬度为 7.04 ± 1.77 N，植物基鱼肉（S1）的硬度为 10.48 ± 2.01 N，所以 S1 部位模拟鱼肉的硬度比真鱼大约大 3N。此外，黄鱼（S2）的硬度为 9.07 ± 3.18 N，植物基鱼肉（S2）的硬度为 12.0 ± 1.80N，因此 S2 部位模拟鱼肉的硬度也比真鱼大约大 3 N。最后，黄鱼（S3）的硬度为 6.64 ± 2.69 牛顿，植物基鱼肉（S3）的硬度为 3.63 ± 0.43 N。然而，与 S1 和 S2 不同的是，S3 部位的真鱼比模拟鱼硬 3 N。在这三个部位（S1、S2、S3）中，植物基鱼肉与真鱼的硬度差都在 3 N左右，这显示出了一些共同规律，可能是由于植物基材料本身硬度的限制。无论如何，模拟鱼的硬度与真鱼的硬度之间仍然存在一定差距，可以继续调整配方以获得更好的模拟效果。

三个部位（S1、S2 和 S3）的模拟鱼肉和真实鱼肉的一些全质构分析（TPA）数据相对比较接近，在误差范围内，特别是弹性（springiness）和回复性（resilience）方面。同时，当使物体变形的力消失后物体恢复到未变形状态的速率被称为弹性，在食用食物的情况下，弹性被认为是食物在被牙齿挤压后恢复到其原始状态的程度。在真实黄鱼鱼肉的三个部位中，弹性分别是 0.58（S1）、0.70（S2）和 0.74（S3），而模拟鱼相应部位的弹性分别是 0.78（S1）、0.64（S2）和 0.65（S3）。除了 S1 部位外，模拟鱼 S2 和 S3 部位的弹性与真实黄鱼的弹性非常接近。此外，酥脆、有弹性和光滑的质地对鱼肉来说很重要，上述结果表明通过 3D 打印制备的具有复合结构的模拟鱼肉在一定程度上与真实鱼肉具有相似的质构特性。

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