《Food Research International》：Enhancing surimi structure by lycopene-fennel extract Pickering emulsion: application in 3D printing analog beef with dynamic color and flavor retention
编辑推荐：
•油体积分数为80%的乳液具有较高的离心/热稳定性。•添加乳液的鱼糜在LAOS测试中表现出合适的耗散能量、η′L值和G′L值。•乳液能够使疏水链暴露出来，从而增强鱼糜的结构。•美拉德反应和番茄红素Z异构化作用决定了仿牛肉的动态颜色。•茴香提取物有助于提升3D打印仿牛肉的风味保持能
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油体积分数为80%的乳液具有较高的离心/热稳定性。
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添加乳液的鱼糜在LAOS测试中表现出合适的耗散能量、η′L值和G′L值。
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乳液能够使疏水链暴露出来，从而增强鱼糜的结构。
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美拉德反应和番茄红素Z异构化作用决定了仿牛肉的动态颜色。
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茴香提取物有助于提升3D打印仿牛肉的风味保持能力。
引言
鱼糜是从鱼类中提取的富含肌原纤维蛋白的物质，由于其高蛋白含量、独特的质地以及出色的凝胶形成能力，已被广泛接受（Xu等，2025）。它是生产各种仿海鲜产品如虾、蟹和扇贝的主要原料（Park, Lin & Yongsawatdigul，1997）。然而，鱼糜本身缺乏脂质，这限制了其营养价值，也难以呈现出真实肉类的多汁口感和复杂风味。因此，在产品加工过程中通常会向鱼糜中添加外源脂质，以提升其品质和营养价值。与动物脂肪相比，富含不饱和脂肪酸的液体油越来越被用作鱼糜产品的质地改良剂、着色剂和加工辅助剂（Lv等，2023；Sun等，2025；Sun等，2025）。山茶油富含油酸，还含有具有多种生物活性的天然抗氧化剂（Lee & Yen，2006）。有研究指出，每100克鱼糜中添加8克山茶油可改善其质地、白度以及整体接受度（Zhou等，2017）。不过，直接添加液体油容易导致油滴聚集成团，破坏鱼糜产品的网络结构（Sun, Sun等，2025；Sun, Zhao等，2025）。基于液体油的皮克林乳液能够在鱼糜中更均匀地分布，从而提升其凝胶性能（Xue等，2025）。因此，开发出能有效为鱼糜补充理想脂质成分的山茶油皮克林乳液具有重要的实际意义。
皮克林乳液依靠吸附在油水界面的固体颗粒实现稳定，被视为将油脂融入鱼糜基质的一种极具前景的方法（Liang等，2024）。与传统表面活性剂稳定的乳液相比，皮克林乳液在抗聚并方面表现更为优异，无论是储存、加热还是冻融条件下都能保持稳定（Zhu, Zhang, Lin & Tang，2017）。添加纤维素基乳液（油水比为3:7）以及鹰嘴豆蛋白稳定的皮克林乳液（油体积分数为50%）均能提升鱼糜的凝胶性能（Mi等，2024；Wang等，2023；Wang等，2023；Wang等，2023）。肌原纤维蛋白微凝胶具有作为皮克林稳定剂的巨大潜力（Dai等，2023）。不过，目前尚不清楚含有功能性着色剂和风味物质——茴香提取物的肌原纤维蛋白微凝胶基皮克林乳液对鱼糜性能的影响。
在肉类产品中，颜色和风味至关重要，因为它们直接影响消费者的接受度和兴趣。番茄红素是一种天然存在的类胡萝卜素，具有强大的抗氧化作用，作为一种功能性食品成分备受关注（Chen等，2023）。在肉类产品中，它既可以作为天然着色剂赋予产品理想的红色，又能作为抗菌剂延长产品保质期（Dahab, Ahmed, Ahmed & Shaheen，2023）。Cao等人证明了含番茄红素的皮克林乳液兼具替代脂肪和天然抗氧化剂的双重功能，有助于在储存期间保持肉类产品的品质（Cao等，2025）。同样，茴香提取物（精油）富含反式茴香醇和酚类化合物等生物活性物质，具有独特的甜味、辛辣味和甘草味，其强大的抗氧化和抗菌活性也得到了广泛认可（?urovi?等，2024）。多项研究表明，在牛肉汉堡和猪肉饼等肉类制品中添加茴香提取物（精油）能够显著减少氧化反应，抑制腐败微生物的生长，从而有效延长产品保质期（?urovi?等，2024；Mujovi?等，2023）。此外，由于其茴香味，茴香提取物还可作为肉类、鱼类菜肴、冰淇淋和酒精饮料的风味剂（Mujovi?等，2023）。然而，番茄红素和茴香提取物都存在水溶性差且易降解的问题，将它们引入皮克林乳液体系，有望改善鱼糜产品的颜色、风味和营养价值。
增材制造，也就是人们常说的3D打印，是一种数字化控制的加工技术，能够制造出具有个性化特征、复杂形状且质地和营养成分可定制的鱼糜产品（Xu等，2025）。在鱼糜加工中应用3D打印技术，有望模拟出与真实肉类相似的纤维结构和感官特性（Z. Cheng等，2025）。Kim等人通过同轴挤出3D食品打印技术成功制备出了以鱼糜为基料的仿蟹肉，其纤维结构与市售产品相当，证明了模拟复杂肉类纹理的可行性（Kim, Kim & Park，2021）。Zhan等人通过在鱼糜中加入小龙虾油乳液，制得了仿小龙虾肉，这一做法显著提升了打印精度和产品的机械性能（Zhan等，2025）。不过，目前尚未有研究报道利用番茄红素-茴香提取物皮克林乳液来增强鱼糜结构，以及将其应用于具有动态颜色和风味保持功能的3D打印仿牛肉中的情况。
在本研究中，我们探讨了番茄红素-茴香提取物皮克林乳液对鱼糜结构和性能的影响，并研究了其用于制造新型优质仿牛肉的3D打印可行性。首先，我们研究了不同油体积分数的含番茄红素-茴香提取物的肌原纤维蛋白微凝胶皮克林乳液的滴径分布、离心/热稳定性、DPPH清除活性、CLSM微观结构以及流变学性质。在使用这些乳液改良鱼糜后，又进行了大振幅振荡剪切测试、热重分析以及拉曼光谱分析。同时，还通过LF-NMR和SEM分析化学作用力，以阐明乳液在鱼糜基质结构中的作用。随后，我们对改良后的鱼糜的3D打印性能和凝胶强度进行了评估，并选用最优样品来制作仿牛肉产品，同时研究其颜色和风味的保持情况。总体而言，这项研究为生产具有动态颜色、细腻质地和良好风味保持功能的新型3D打印鱼糜基仿牛肉提供了新思路，为打造可持续、创新的食品产品带来了新的可能。
章节要点
材料
冷冻鱼糜（银鲤）购自中国浙江兴业集团有限公司。茴香提取物（精油）购自中国南昌海川调味有限公司。番茄红素购自中国西安瑞禾生物技术工程有限公司。山茶油购自中国江西华园绿色食品有限公司。NaCl、KCl、NaH?PO?和Na?HPO?、尿素以及十二烷基硫酸钠则购自成都科龙化学试剂厂。
肌原纤维蛋白微凝胶的颗粒特性
经微流控处理得到的肌原纤维蛋白微凝胶的粒径分布如图1A所示。这类微凝胶的粒径分布呈现单峰状态，范围在100到1000纳米之间，说明其由大小均匀的纳米颗粒组成。其平均粒径为303.43±8.00纳米，多分散指数为0.26，表明其粒径分布相对均匀。这很可能是因为高压微流控技术有效地破坏了较大的蛋白质分子
结论
本研究探讨了番茄红素-茴香提取物皮克林乳液对鱼糜结构和性能的影响，同时研究了其用于制备新型优质仿牛肉的3D打印可行性。所制备的肌原纤维蛋白微凝胶可作为高效的皮克林稳定剂，用于制备油体积分数在50%到90%之间的乳液。随着油体积分数从50%升高到80%，滴体的堆积密度逐渐增加，球形滴体也发生了形态变化，变成了多面体形状
作者贡献说明
朱俊成：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，实验研究，正式分析，数据整理。戴洪杰：方法设计。袁春林：验证实验，实验研究。唐书金：验证实验，实验研究。马亮：验证实验，实验研究。谭晓毅：方法设计。王红霞：监督工作，方法设计，资金筹集。张宇豪：监督工作，项目管理，资金筹集。
未引用参考文献
Farokhinejada等，2026
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢以下机构的支持：中国国家重点研发计划（编号：2021YFD21001005），渔业绿色循环发展项目（编号：4142500014），重庆市农产品加工产业创新联盟关键技术研究项目（编号：CTIA-APPI 2025-3-4），中国国家自然科学基金（编号：32202072、32372353），中国国家重点研发计划（编号：2023YFD2100205），以及国家自然科学基金的联合资助
Juncheng Zhu|Hongjie Dai|Chunlin Yuan|Shujin Tang|Liang Ma|Xiaoyi Tan|Hongxia Wang|Yuhao Zhang
