陜西科技大學(xué)莫海珍/胡梁斌團(tuán)隊(duì)：食用菌蛋白的高值化3D打印產(chǎn)品

來源：食研私享


2022年5月24日，陜西科技大學(xué)莫海珍/胡梁斌團(tuán)隊(duì)在國際知名期刊Food Hydrocolloids(中科院一區(qū),；IF: 9.147)上在線發(fā)表了題為“Correlating rheology with 3D printing performance based on thermo-responsive κ-carrageenan/Pleurotus ostreatus protein with regard to interaction mechanism(基于溫敏性κ-卡拉膠/平菇蛋白的流變學(xué)與3D打印性能相關(guān)性研究)”的研究性論文,。陜西科技大學(xué)為通訊單位，劉振彬副教授為第一作者,，莫海珍教授為第一通訊作者,，李紅波副教授為共同通訊作者。

目前,，溫敏性凝膠油墨的精確3D打印是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),，因?yàn)樵谀�膠擠出過程中的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變和流變性能變化不易精確控制，且3D打印特性尚未得到充分研究,。該文中,，作者團(tuán)隊(duì)首先研究了平菇蛋白(POP)對流變和溫敏特性以及相應(yīng)的3D打印性能的影響。平菇蛋白(POP)對溫敏凝膠(κ-卡拉膠,，KG)3D打印性能的影響與體系的流變特性和溫敏特性相關(guān),。隨后，進(jìn)一步闡明了它們的相互作用機(jī)理,，并對最終打印樣品的抗氧化性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),。結(jié)果表明,，POP的加入提高了凝膠化溫度(Tg)，顯著影響了最佳打印溫度的選擇,。POP的加入還提高了油墨的粘度和稠度指數(shù)(K),，最終影響了油墨的擠出行為。在3D打印中,，POP的加入促進(jìn)了溫度恢復(fù)特性,，并對恢復(fù)階段的3D打印可成型性至關(guān)重要。POP的加入提高了打印結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度,，這對打印結(jié)構(gòu)的自支撐起了重要作用,。較低濃度的POP(10%~40%)能分散在連續(xù)相κ-卡拉膠的凝膠網(wǎng)絡(luò)中，但當(dāng)POP水平增加到50%時(shí),，會(huì)發(fā)生可見的相分離,。分子相互作用分析表明，靜電相互作用,、疏水相互作用,、離子相互作用對膠基3D打印油墨的流變性能和溫敏行為有相關(guān)性。此外,，POP還具有一定的抗氧化活性,。該研究不僅為膠基3D打印油墨的流變行為和溫敏性行為之間的相關(guān)性提供了有用的信息，而且為通過與蛋白質(zhì)結(jié)合來調(diào)控膠基凝膠的3D打印行為提供了一種方法,。

圖1. 油墨配方和溫度對3D打印性能的影響,。a: 不同油墨配方(1%KG、10%POP-1%KG,、20%POP-1%KG)在不同溫度下的線條和五角星打印效果,；b: 不同油墨配方(20%POP-1%KG和40%POP-1%KG)在不同溫度下的圓柱形打印效果。POP: 平菇蛋白,；KG：κ-卡拉膠,。

圖2. 氯化鈉(a)、SDS(b)和尿素(c)濃度對油墨凝膠硬度的影響和不同油墨配方的CLSM圖(d),。

團(tuán) 隊(duì) 簡 介

莫海珍 教授
陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院

莫海珍,，陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師,。教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才,，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)包裝與食品工程分會(huì)理事，河南省青年骨干教師,，河南省教育廳學(xué)術(shù)帶頭人,，河南省高校科技創(chuàng)新人才，河南省高�,？萍紕�(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人,。主要研究方向?yàn)槭吃葱陨�物活性成分、食用菌資源開發(fā)及高值化產(chǎn)品開發(fā),。

劉振彬 副教授
陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院

劉振彬，陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院副教授,，碩士生導(dǎo)師,。主要研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工、食品3D打印,、食用菌資源創(chuàng)制與高值化利用,。主持或參與多項(xiàng)國家及省部級(jí)項(xiàng)目，發(fā)表多篇高水平論文,，其中ESI高被引論文三篇,。

論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.107813