陝西科技大学のMo Haizhen/Hu Liangbinチーム：食用菌類タンパク質の高価値3Dプリント製品

出典: Food Research Private

2022年5月24日、陝西科技大学のMo Haizhen/Hu Liangbin研究チームは、国際的に有名な学術誌「Food Hydrocolloids」（中国科学院第1ゾーン、IF: 9.147）に「熱応答性κ-カラギーナン/Pleurotus ostreatusタンパク質に基づくレオロジーと3Dプリント性能の相関関係と相互作用メカニズム」と題するオンライン研究論文を発表しました。陝西科技大学が対応機関であり、劉振斌准教授が第一著者、莫海珍教授が第一対応著者、李鴻波准教授が共同対応著者である。

現在、感熱ゲルインクの正確な 3D 印刷は大きな課題です。これは、ゲル押し出し中のゾル - ゲル相転移とレオロジー特性の変化を正確に制御することが容易ではなく、3D 印刷特性が十分に研究されていないためです。本論文では、著者チームはまず、Pleurotus ostreatus タンパク質 (POP) がレオロジー特性と熱感受性特性、および対応する 3D 印刷性能に与える影響を研究しました。熱感受性ゲル（κ-カラギーナン、KG）の 3D 印刷性能に対する Pleurotus ostreatus タンパク質（POP）の影響は、システムのレオロジー特性と熱感受性特性に関連しています。その後、それらの相互作用メカニズムがさらに解明され、最終的な印刷サンプルの抗酸化特性が評価されました。結果は、POP の添加によりゲル化温度 (Tg) が上昇し、最適な印刷温度の選択に大きな影響を与えることを示しました。 POP を追加すると、インクの粘度と濃度指数 (K) も増加し、最終的にはインクの押し出し挙動に影響を与えます。 3D プリントでは、POP を添加すると温度回復特性が促進され、回復段階での 3D プリントの成形性にとって重要になります。 POP を添加すると、印刷構造の機械的強度が向上し、印刷構造の自立に重要な役割を果たします。 POP の低濃度 (10% ～ 40%) は連続相 κ-カラギーナンのゲルネットワークに分散できますが、POP レベルが 50% に増加すると、目に見える相分離が発生します。分子相互作用分析により、静電相互作用、疎水性相互作用、イオン性相互作用が、ガムベースの 3D 印刷インクのレオロジー特性と熱感受性挙動に関連していることが示されました。さらに、POP には一定の抗酸化作用もあります。この研究は、ガムベースの 3D 印刷インクのレオロジー挙動と熱感受性挙動の相関関係に関する有用な情報を提供するだけでなく、タンパク質に結合することによってガムベースのゲルの 3D 印刷挙動を制御する方法も提供します。

図 1. インクの配合と温度が 3D プリントの性能に与える影響。 a: 異なる温度での異なるインク配合 (1%KG、10%POP-1%KG、20%POP-1%KG) の線と星の印刷効果。b: 異なる温度での異なるインク配合 (20%POP-1%KG および 40%POP-1%KG) の円筒形印刷効果。 POP: Pleurotus ostreatus タンパク質; KG: κ-カラギーナン。

図 2. NaCl (a)、SDS (b)、尿素 (c) 濃度がインクゲルの硬度に与える影響と、さまざまなインク配合の CLSM 画像 (d)。

チームについて

陝西理工大学食品・バイオエンジニアリング学部莫海珍教授

莫海珍氏は、陝西科技大学食品・生物工学学院の教授であり、博士課程の指導者です。教育部新世紀優秀人材、中国機械工学協会包装・食品工学支部長、河南省青年重点教師、河南省教育庁学術リーダー、河南省大学科学技術革新人材、河南省大学科学技術革新チームリーダー。主な研究方向は、食品由来の生理活性成分、食用菌類資源の開発、高付加価値製品の開発です。

陝西理工大学食品・バイオエンジニアリング学部准教授劉振斌

劉振斌氏は、陝西科技大学食品・生物工学学院の准教授および修士課程の指導者です。主な研究方向は、農産物加工、食品3Dプリント、食用菌類資源の創出と高付加価値化です。彼は、数多くの国家、地方、省庁のプロジェクトを主導または参加しており、ESI で高く引用された 3 つの論文を含む、多くの高レベルの論文を発表しています。

論文リンク:
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.107813

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