2026年6月25日，集美大学翁武银教授团队在中科院农林科学一区Top期刊Food Chemistry（IF=10.4）上在线发表了题为“3D printability of surimi gels improved after adding Pickering emulsion gels stabilized by myosins from Aristichthys nobilis”的研究论文。该研究系统探究了鳙鱼肌球蛋白Pickering乳液凝胶对鱼糜3D打印墨水流变行为、打印精度、凝胶特性及吞咽安全性的影响，为高脂质含量鱼糜基3D打印食品的开发提供了全新策略。
3D打印技术可根据人群需求定制食品的形状、质构与营养组成，是实现个性化营养膳食的核心技术之一。挤出式3D打印在食品领域应用最为广泛，要求物料兼具良好的挤出流动性与打印后自支撑能力。鱼糜作为典型的粘弹性凝胶体系，是开发3D打印水产特膳食品的优质基质，但纯鱼糜墨水粘度高、挤出阻力大，直接添加油脂又会破坏蛋白网络、降低凝胶品质，限制了其在3D打印特膳领域的应用。
Pickering乳液凝胶具备优异的稳定性与生物相容性，可均匀分散于凝胶基质中且对蛋白网络干扰小，是食品质构改性与营养强化的理想载体。现有研究已证实乳液凝胶可改善鱼糜的打印适配性，但鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶对鱼糜3D打印性能、凝胶品质及吞咽适配性的综合调控机制仍不明确。
本研究系统探究该乳液凝胶对鱼糜墨水打印性能与凝胶特性的影响，从流变、质构、微观结构及IDDSI吞咽等级等维度开展全面表征，为鱼糜基3D打印个性化膳食开发提供理论依据。
研究亮点
鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶（BCMPEGs）可降低体系粘度，提升3D打印精度。
BCMPEGs通过光散射效应与均匀分散作用，改善3D打印鱼糜凝胶的白度。
BCMPEGs可限制自由水迁移，提高3D打印鱼糜凝胶的网络致密性。
经BCMPEGs改性的3D打印鱼糜凝胶对应IDDSI 6/7级，是理想的吞咽障碍膳食。
核心实验平台
本研究采用杭州时印科技有限公司FOODBOT-D1食品3D打印机作为核心成型实验设备，配置1.55 mm规格喷嘴，在打印速度15 mm/s、层厚1.55 mm、填充率80%的统一参数条件下，完成圆柱、蝴蝶、四叶草、小鼠等多造型的打印测试，精准量化不同配方的打印精度与结构稳定性，全面验证鱼糜墨水的挤出流畅性、层间结合能力与成型保形效果，为研究结论提供可靠的硬件支撑。
核心研究结果
（1）Pickering乳液凝胶显著提升鱼糜墨水3D打印性能，纯鱼糜空白组因粘度高存在挤出不均、表面粗糙等问题，添加20%BCMPEGs组综合表现最优，可实现光滑连续挤出，复杂造型轮廓清晰、细节完整，打印精度与结构稳定性达到最佳平衡；添加量升至30%时，体系支撑力下降，成型稳定性有所降低。
（2）流变特性适配3D打印全流程：所有鱼糜墨水均具备典型剪切稀化特性，BCMPEGs可降低体系表观粘度，减小喷嘴挤出阻力；20%添加量下触变恢复率超过70%，既能保障挤出过程顺滑流畅，又能实现打印后快速结构恢复，支撑多层堆叠成型。
（3）凝胶品质与微观结构全面优化：BCMPEGs可提升鱼糜凝胶白度与持水性，降低蒸煮损失，20%添加量下蒸煮损失低至4.74%；微观层面乳液滴均匀分散于凝胶基质中，有效填补网络空隙，形成更致密均匀的三维结构，限制自由水迁移。
（4）质构特性与IDDSI吞咽等级高度匹配：BCMPEGs可调节鱼糜凝胶的硬度、咀嚼性，提升弹性与内聚性；经IDDSI标准测试验证，添加BCMPEGs的3D打印鱼糜凝胶符合IDDSI 6/7级标准，属于软质易咀嚼食品，适配具备一定咀嚼能力的吞咽障碍人群。
（5）参数相关性分析显示，打印精度与凝胶持水性呈极显著正相关，与蒸煮损失呈显著负相关；致密均匀的凝胶网络与均衡的水分分布，是同步实现优异打印性能与良好凝胶品质的核心基础。
图文赏析
图1. 图文摘要。
图2. 不同BCMPEG添加浓度下鱼糜墨水的粘度 (A)、应变扫描 (B)、频率扫描 (C) 与三区间触变性测试 (3ITT)(D) 结果。*BCMPEG 指鳙鱼肌球蛋白稳定的 Pickering 乳液凝胶；3ITT 指三区间触变性测试。
图3.不同BCMPEG添加浓度下鱼糜墨水3D打印成品的外观形貌。*BCMPEG 指鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶。
图4. 不同BCMPEG添加量下鱼糜墨水的3D打印精度 (A) 与结构稳定性 (B)。*BCMPEG指鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶；不同小写字母表示组间存在显著性差异（P<0.05）。
图5. 同BCMPEG添加量下鱼糜凝胶的持水性（WHC）与蒸煮损失（CL）。*BCMPEG指鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering 乳液凝胶；不同小写字母表示组间存在显著性差异（P<0.05）。
图6. 不同BCMPEG添加量下鱼糜凝胶的T₂弛豫时间曲线 (A)、T₂峰面积占比 (B) 与磁共振成像图 (C)。*BCMPEG指鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶；T₂₁、T₂₂、T₂₃分别代表结合水、不易流动水与自由水；不同小写字母表示组间存在显著性差异（P<0.05）。
图7. 不同BCMPEG添加量下鱼糜凝胶的共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）图像 (A) 与扫描电子显微镜（SEM）图像 (B)。*BCMPEG指鳙鱼肌球蛋白稳定的 Pickering乳液凝胶；实验组分别向鱼糜中添加 10%、20%、30%（质量比）的 BCMPEG。
图8. 不同BCMPEG添加量下鱼糜凝胶的国际吞咽障碍饮食标准化倡议（IDDSI）测试结果。*BCMPEG指鳙鱼肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶；实验组分别向鱼糜中添加10%、20%、30%（质量比）的BCMPEG。
图9. 3D打印鱼糜墨水各参数间的相关性分析。* 表示显著性差异（P<0.05）；** 表示极显著性差异（P<0.01）。
研究总结
- 配方最优解：20%添加量的鳙鱼肌球蛋白Pickering乳液凝胶可同步优化鱼糜墨水的挤出流畅性、打印精度与凝胶综合品质，是鱼糜基3D打印吞咽障碍膳食的理想改性方案。
- 分子机理明确：肌球蛋白稳定的Pickering乳液凝胶以固体填料形式均匀分散于鱼糜基质中，通过界面蛋白与肌原纤维蛋白的相互作用优化三维网络结构，限制自由水迁移；同时适度降低体系粘度，实现打印适性与凝胶强度的平衡。
- 设备价值凸显：杭州时印科技FOODBOT-D1食品3D打印机凭借稳定的挤出性能、标准化的成型输出，完成多造型打印验证与精度量化表征，为水产蛋白基特殊膳食的研发提供专业硬件支持。
- 产业价值突出：Pickering乳液凝胶改性的3D打印鱼糜体系兼顾营养强化、质构可控与吞咽安全，拓展了水产蛋白在老年膳食、医用特膳领域的应用场景，为个性化水产特膳食品的产业化开发提供新思路。
该研究为鱼糜基3D打印吞咽障碍食品的配方设计提供了理论依据，也为Pickering乳液凝胶在水产蛋白加工中的应用拓展了方向。
作者简介
翁武银，集美大学海洋食品与生物工程学院教授、博士生导师，日本东京海洋大学应用生命科学工学博士。长期从事水产品精深加工、生物高分子材料、食品加工副产物高值化利用研究，主持国家自然科学基金面上项目3项、“十四五” 重点研发计划项目子课题2项及福建省自然科学基金重点项目等多项省部级以上课题。发表SCI收录论文200余篇，获授权发明专利30件，其中12件已实现成果转让。入选厦门市双百计划-领军型创业人才，获评福建省优秀教师，曾获福建省科学技术进步奖一等奖、中国发明创业奖・成果奖一等奖等多项科研奖励。