以三文魚(Oncorhynchus)為代表的海洋魚類, 風(fēng)味鮮美, 富含多種蛋白質(zhì)和微量元素, 同時含有大量ω-3 不飽和脂肪酸和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA),有助于預(yù)防心血管疾病與精神障礙。從1990 年到2018年, 全球魚類總消費(fèi)量增長了122%, 但是過度捕撈及石油泄漏、白色污染、重金屬泄露、核廢水污染等問題嚴(yán)重阻礙了傳統(tǒng)漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。考慮到整魚利用率低、未來肉類供給壓力大、素食主義需求及動物倫理等因素,一場關(guān)于植物基海鮮替代物的食品革命已然興起。

目前已經(jīng)報(bào)道了許多基于多糖模仿三文魚片外觀的植物基肉的研究, 但是這些水膠體產(chǎn)品存在兩個問題: 其一是蛋白質(zhì)含量低、提供的營養(yǎng)物質(zhì)少, 如WANG 等生產(chǎn)的三文魚替代物蛋白含量僅為4%或8% (w/w); 且蛋白質(zhì)烹飪過程受熱變性的質(zhì)構(gòu)未知; 其二是基于擠壓成型的魚片類似物蛋白質(zhì)含量雖高, 但是離真實(shí)魚肉的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)仍有差距。3D 打印作為一種從微觀到宏觀結(jié)構(gòu)的跨尺度功能制造技術(shù), 具有很大的食品應(yīng)用潛力, 可以克服上述關(guān)于結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)及烹飪過程的限制, 并且可以對打印墨水的成分進(jìn)行調(diào)控, 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營養(yǎng)與控制。然而, 對于當(dāng)前的食品3D 打印, 以1 mm 直徑以下的噴頭生產(chǎn)植物蛋白基類似物仍然是一種挑戰(zhàn), 噴頭直徑過小會導(dǎo)致物料堵塞、打印斷條等問題, 影響產(chǎn)品打印效果。例如,TAY 等生產(chǎn)的3D 打印三文魚替代物中, 用于擠出豌豆蛋白基油墨的噴頭直徑為1.5 mm; KIM 等使用同軸打印生產(chǎn)的蟹棒替代物中, 用于擠出的噴頭直徑分別為1.6 和1mm。而人類在咀嚼時, 口腔黏膜中的味覺受體直徑為18~30 μm, 且魚類肌纖維的直徑為20~100 μm,能提供dute咀嚼感和纖維感。因此, 提高3D 打印精度,有助于對三文魚替代物的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀質(zhì)構(gòu)進(jìn)行仿真調(diào)控。