浙江大學(xué)和海南熱帶海洋學(xué)院合作在國(guó)際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院一區(qū)，IF：7.7）發(fā)表了題為"Enhanced fresh-keeping capacity of printed surimi by Ca²⁺-nano starch-lutein and its nondestructive freshness monitoring based on 4D printed anthocyanin"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(gòu)儀用于測(cè)定打印魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性、回復(fù)性和粘附性。

在維持打印形狀的同時(shí)解決打印功能魚(yú)糜辨認(rèn)不出的新鮮度變化，研究人員制備了4D可打印顏色變化材料。首先，基于Ca²⁺-納米淀粉-葉黃素-魚(yú)糜的打印特性和新鮮度保持能力結(jié)果，Ca²⁺-納米淀粉-葉黃素-魚(yú)糜具有更好的打印效果(提升的力學(xué)強(qiáng)度)和良好的保鮮能力(抑制氨基酸的分解和細(xì)菌生長(zhǎng))。然而，打印Ca²⁺-納米淀粉-葉黃素-魚(yú)糜新鮮度變化沒(méi)有被直接區(qū)分開(kāi)。為了避免這種情況，4D顏色改變材料—花青素-羥丙基甲基纖維素-黃原膠-卡拉膠(AHXK)被制備來(lái)通過(guò)變色指示新鮮度。打印結(jié)果表明具有5%k的AHX具有最合適的力學(xué)強(qiáng)度(合適的凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)和流變性)。基于此，AHXK具有穩(wěn)定的顏色(ΔE 波動(dòng)<5)，對(duì)ph和氨敏感(明顯的變色，δe>10)。實(shí)際新鮮度監(jiān)測(cè)結(jié)果(AHXK-魚(yú)糜共打印)發(fā)現(xiàn)具有顯著的變色，特別對(duì)于含有0.75%A的HXK。在3-5天冷藏期間為綠色(保持新鮮，ΔE < 4)，在第7天時(shí)亮綠色(新鮮度下降，ΔE > 6)，在第9天時(shí)變成黃色，相比傳統(tǒng)的新鮮度監(jiān)測(cè)，肉眼可輕易辨別?？傊?，打印AHXK-功能魚(yú)糜具有良好的打印性、保鮮和非破壞性新鮮度監(jiān)測(cè)，促進(jìn)了3D打印功能魚(yú)糜的應(yīng)用。

如下表所示，相比魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度(80 gf·mm)，NS-L-魚(yú)糜和Ca-NS-L-魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度分別增加30%和70%；而且，相比魚(yú)糜的硬度、彈性和粘附性，NS-L-魚(yú)糜和Ca-NS-L-魚(yú)糜分別增加1.2-1.5倍和1.5-2.0倍。NS-L能夠增加疏水作用力和二硫鍵來(lái)強(qiáng)化魚(yú)糜蛋白分子的交聯(lián)，帶來(lái)更緊密的結(jié)構(gòu)。這些改變導(dǎo)致水分子被鎖在凝膠結(jié)構(gòu)的間隙中，魚(yú)糜分子的連接更緊密和更有柔韌性，導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)和持水能力的上升。而且，凝膠間隙也可以被NS-L填充來(lái)增加力學(xué)強(qiáng)度和自支撐能力；另外，魚(yú)糜蛋白中的內(nèi)源性酶被Ca²⁺激活來(lái)促進(jìn)凝膠的形成和增加自支撐能力。力學(xué)強(qiáng)度的改善可以使魚(yú)糜具有抵抗擠壓后變形的能力，維持絲狀避免破裂，這促進(jìn)了打印效果，帶來(lái)更好的打印形狀和打印準(zhǔn)確性。

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Enhanced fresh-keeping capacity of printed surimi by Ca²⁺-nano starch-lutein and its nondestructive freshness monitoring based on 4D printed anthocyanin