上海騰拔質(zhì)構儀助力浙江大學發(fā)表關于3D打印植物基魚肉的國際期刊論文

浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院研究人員在國際食品期刊《Food Physics》發(fā)表了題為"Simulated construction of plant-based fish meat with composite structure via dual-nozzle extrusion 3D printing"的研究性論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構儀用于測定植物基黃魚肌肉組織和蒸制黃魚片的硬度、彈性、粘附性和回復性等指標。

三維（3D）打印的仿魚制品正逐漸接近能夠根據(jù)個人需求、供應壓力、食品安全和環(huán)境問題來模擬真實魚肉的能力。然而，利用 3D 食品打印來模擬真實肉組織的復合結構仍然是一個挑戰(zhàn)。在本研究中，我們使用雙噴嘴 3D 打印技術，通過大豆分離蛋白 - 黃原膠 - 淀粉復合物（作為模擬肌肉 “墨水"）和納米淀粉 - 卡拉膠乳液凝膠（作為模擬脂肪 “墨水"）構建了植物基黃魚組織類似物。我們通過構建肌肉 / 脂肪雙相 3D 模型并優(yōu)化打印工藝，成功制備了具有高模擬復合結構的 3D 打印魚肉。對模擬魚肉的質(zhì)地、水分分布和營養(yǎng)成分進行了分析，并與真實的黃魚肉進行了比較，結果表明具有復合結構的 3D 打印植物基黃魚肉具有良好的仿真質(zhì)量。

對模擬魚肉進行了全質(zhì)構分析（TPA），結果如表 3 所示。硬度是阻止變形的力，即（固體時）在臼齒之間或（半固體時）在舌頭與上顎之間壓縮物質(zhì)所需的力。同時，膠粘性是將半固體食物分解到有利于吞咽狀態(tài)所需的能量；它是低硬度和高粘度作用的結果。此外，黏附性是一種克服食物表面與食物所接觸的其他材料表面之間吸引力的力，它表示在正常進食過程中去除黏附于口腔上顎的食物殘渣所需的力。

三個部位（背部魚肉 [S1]、腹部底部魚肉 [S2]、魚尾 [S3]）模擬魚肉的硬度數(shù)據(jù)與真實黃魚仍有一定差異。黃魚（S1）的硬度為 7.04 ± 1.77 N，植物基魚肉（S1）的硬度為 10.48 ± 2.01 N，所以 S1 部位模擬魚肉的硬度比真魚大約大 3N。此外，黃魚（S2）的硬度為 9.07 ± 3.18 N，植物基魚肉（S2）的硬度為 12.0 ± 1.80N，因此 S2 部位模擬魚肉的硬度也比真魚大約大 3 N。最后，黃魚（S3）的硬度為 6.64 ± 2.69 牛頓，植物基魚肉（S3）的硬度為 3.63 ± 0.43 N。然而，與 S1 和 S2 不同的是，S3 部位的真魚比模擬魚硬 3 N。在這三個部位（S1、S2、S3）中，植物基魚肉與真魚的硬度差都在 3 N左右，這顯示出了一些共同規(guī)律，可能是由于植物基材料本身硬度的限制。無論如何，模擬魚的硬度與真魚的硬度之間仍然存在一定差距，可以繼續(xù)調(diào)整配方以獲得更好的模擬效果。

三個部位（S1、S2 和 S3）的模擬魚肉和真實魚肉的一些全質(zhì)構分析（TPA）數(shù)據(jù)相對比較接近，在誤差范圍內(nèi)，特別是彈性（springiness）和回復性（resilience）方面。同時，當使物體變形的力消失后物體恢復到未變形狀態(tài)的速率被稱為彈性，在食用食物的情況下，彈性被認為是食物在被牙齒擠壓后恢復到其原始狀態(tài)的程度。在真實黃魚魚肉的三個部位中，彈性分別是 0.58（S1）、0.70（S2）和 0.74（S3），而模擬魚相應部位的彈性分別是 0.78（S1）、0.64（S2）和 0.65（S3）。除了 S1 部位外，模擬魚 S2 和 S3 部位的彈性與真實黃魚的彈性非常接近。此外，酥脆、有彈性和光滑的質(zhì)地對魚肉來說很重要，上述結果表明通過 3D 打印制備的具有復合結構的模擬魚肉在一定程度上與真實魚肉具有相似的質(zhì)構特性。

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