上海騰拔質(zhì)構(gòu)儀助力浙江工商大學(xué)發(fā)表關(guān)于3D打印魚糜的國際期刊論文
浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院研究人員在國際食品期刊《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)儀用于測定3D打印魚糜的硬度、彈性、粘附性、回復(fù)性和凝膠強度等指標。
魚糜的粘度和塑性是顯著的,魚糜是一種合適的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)可以提升魚糜打印油墨的打印精確度,改善打印對象的自支撐能力和抗形變能力。同時,XOS能夠賦予3D打印魚糜抗氧化性。另外,加入20 mM/kg Ca2+到魚糜中能夠顯著改善打印精確度。隨著Ca2+的加入,魚糜的凝膠強度和質(zhì)構(gòu)得到提升,同時魚糜蛋白變得更稠密。而且,油墨中的Ca2+能夠激活消化酶活性,增加酶和魚糜的接觸。酶水解過程得到促進,這改善了XOS的釋放速率和抗氧化性。含有Ca2+的功能魚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)-魚糜凝膠強度。相比NS-XOS-魚糜凝膠強度(129 gf?mm),在打印之前,Ca2+-NS-XOS-魚糜凝膠強度隨著Ca2+濃度的增加而增加,當Ca2+濃度達到20 mM/kg時,其凝膠強度增加24%。增加的凝膠強度可以提升力學(xué)強度和自支撐能力,這將促進打印過程。魚糜的內(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,這促進了蛋白質(zhì)的聚集。連接蛋白分子的短長度二硫鍵可以使凝膠緊密來提升凝膠強度。另外,隨著Ca2+濃度的增加,魚糜的硬度、彈性、咀嚼性和粘附性都隨之增加,這與凝膠強度結(jié)果一致。這些操作增加了凝膠強度,這提升了內(nèi)部蛋白質(zhì)分子連接來強化結(jié)構(gòu)的致密性。蛋白分子能夠鎖住更多水分子來增加持水能力,增加質(zhì)構(gòu)特性。然而,隨著Ca2+濃度超過20 mM/kg,Ca2+-NS-XOS-魚糜粘度下降。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,打印時材料排列期間對材料的粘合力下降,導(dǎo)致較差的打印效果。而且,從打印后的凝膠強度和質(zhì)構(gòu)結(jié)果可知,凝膠強度和質(zhì)構(gòu)顯著下降,表明打印過程軟化了質(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度和質(zhì)構(gòu)特性,這意味著Ca2+-NS-XOS-魚糜能夠更好維持打印形狀來增加打印食品的吸引力,同時適合特定人群。另外,熟化后的打印食品結(jié)果表明Ca2+能夠賦予NS-XOS-魚糜更好的質(zhì)構(gòu)特性,這能夠促進打印形狀的形成。
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