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以三文魚(Oncorhynchus)為代表的海洋魚類, 風味鮮美, 富含多種蛋白質和微量元素, 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),有助于預防心血管疾病與精神障礙。從1990 年到2018年, 全球魚類總消費量增長了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重阻礙了傳統漁業的可持續發展。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,一場關于植物基海鮮替代物的食品革命已然興起。

目前已經報道了許多基于多糖模仿三文魚片外觀的植物基肉的研究, 但是這些水膠體產品存在兩個問題: 其一是蛋白質含量低、提供的營養物質少, 如WANG 等生產的三文魚替代物蛋白含量僅為4%或8% (w/w); 且蛋白質烹飪過程受熱變性的質構未知; 其二是基于擠壓成型的魚片類似物蛋白質含量雖高, 但是離真實魚肉的結構和質構仍有差距。3D 打印作為一種從微觀到宏觀結構的跨尺度功能制造技術, 具有很大的食品應用潛力, 可以克服上述關于結構、質構及烹飪過程的限制, 并且可以對打印墨水的成分進行調控, 實現精準營養與控制。然而, 對于當前的食品3D 打印, 以1 mm 直徑以下的噴頭生產植物蛋白基類似物仍然是一種挑戰, 噴頭直徑過小會導致物料堵塞、打印斷條等問題, 影響產品打印效果。例如,TAY 等生產的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構和宏觀質構進行仿真調控。