近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所果蔬加工制造與營(yíng)養(yǎng)健康創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從凝膠宏觀、微觀結(jié)構(gòu)、粒徑、濁度、流變、掃描電鏡結(jié)合能量色散X 射線光譜、水分狀態(tài)、結(jié)晶狀態(tài)探究了大豆分離蛋白 （SPI） - 螯合性果膠 （CSP）的復(fù)合比例對(duì)于凝膠結(jié)構(gòu)的影響，將其應(yīng)用于3D打印并使用分子對(duì)接探究了半乳糖醛酸作為CSP的主鏈主要組成與SPI中7S、11S蛋白的結(jié)合情況。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Food Hydrocolloids》（JCR一區(qū)，IF=11）。加工所與比利時(shí)列日大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)2020級(jí)博士生謝晉為論文第一作者，博士生導(dǎo)師畢金峰研究員和協(xié)助指導(dǎo)老師呂健副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFD1600704）的資助。
3D 打印技術(shù)被廣泛用于生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀、獨(dú)特質(zhì)地和增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的創(chuàng)新食品，可以滿足不同群體的特定飲食需求，包括老年人、兒童和有特殊營(yíng)養(yǎng)需求的患者。然而，開發(fā)適合 3D 打印的可食用食品油墨仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些油墨需要特定的質(zhì)構(gòu)特性。大豆分離蛋白和果膠具有出色的凝膠形成能力和粘度可控特性，為高蛋白和膳食纖維含量的穩(wěn)定3D打印油墨提供了支持，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)生物相容性的精準(zhǔn)調(diào)控和可定制的質(zhì)地，以滿足特定的飲食需求。
科研人員系統(tǒng)分析了不同比例的SPI - CSP（1:9、3:7、5:5、7:3和9:1）對(duì)復(fù)合材料宏觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)和流變行為的影響，并將其作為打印油墨在3D打印中應(yīng)用。隨著SPI濃度的增加，S7C3表現(xiàn)出合適的粒徑、表觀粘度和強(qiáng)持水性，可被認(rèn)定為纏結(jié)凝膠。掃描電鏡-能量色散X射線光譜顯示，SPI-CSP復(fù)合材料的主鏈主要由緊密連接的C、O和N組成，證實(shí)了SPI-CSP之間的強(qiáng)相互作用與新復(fù)合材料的形成。XRD和FT-IR分析進(jìn)一步證實(shí)了這一結(jié)果。S7C3 因其優(yōu)異的粘度和機(jī)械強(qiáng)度，成為3D 打印的最佳配方，可提供高精度的打印結(jié)構(gòu)。此外，分子對(duì)接表明，CSP 中的半乳糖醛酸配體與7 S的結(jié)合效果比與 11 S的結(jié)合效果更好，有助于穩(wěn)定凝膠結(jié)構(gòu)。
該研究不僅深入解析了SPI和CSP之間的相互作用機(jī)制，而且有助于開發(fā)用于3D打印的SPI-CSP油墨。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110904
