2. 凝膠制備與流變學(xué)特性

• 凝膠配方優(yōu)化：
  • 高粱蛋白凝膠（SPG）：25% w/w（SPG25）為最佳濃度。
  • 豌豆蛋白凝膠（PPG）：比較15%、20%、25% w/w，確定20% w/w（PPG20）打印性能最佳。
• 流變學(xué)測試：
  • 所有凝膠均表現(xiàn)出明顯的剪切稀化行為，利于擠出打印。
  • SPG25具有最高的黏度、儲(chǔ)能模量（G'）和損耗模量（G''），凝膠強(qiáng)度最大。
  • PPG20在剪切后恢復(fù)能力良好，適合3D打印。

3. 3D打印參數(shù)優(yōu)化

• 打印設(shè)備：雙噴頭DIW直寫生物3D打印機(jī)，噴頭溫度控制在23℃，避免高粱蛋白聚集。
• 打印參數(shù)：
  • 噴嘴直徑：0.52 mm（優(yōu)于0.64 mm，精度更高）。
  • 打印速度：10 mm/s。
  • 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：4層交替層疊（豌豆-高粱-豌豆-高粱）。
• 打印精度評估：PPG20-SPG25組合在0.52 mm噴嘴下，尺寸精度達(dá)99.45%（寬度）和100%（高度）。

4. 微觀結(jié)構(gòu)分析（SEM）

• 豌豆蛋白呈不規(guī)則球形顆粒，表面有凹陷；高粱蛋白呈均勻球形。
• 3D打印后，蛋白顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫拙W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，界面處無明顯裂縫，表明凝膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

5. 體外消化性評估

• 消化率結(jié)果：
  • 豌豆蛋白粉：83.13%；豌豆凝膠（PPG20）：89.40%。
  • 高粱蛋白粉：50.29%；高粱凝膠（SPG25）：51.49%。
  • 3D打印PPG20-SPG25復(fù)合凝膠：77.53%，顯著高于簡單混合凝膠（70.62%）。
• 機(jī)制分析：3D打印誘導(dǎo)的界面相分離、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)變化（α-螺旋/β-折疊比例升高）及表面疏水性增加，可能促進(jìn)了酶解位點(diǎn)暴露，從而提高消化率。

6. 二級結(jié)構(gòu)分析（FTIR）

• 3D打印復(fù)合凝膠的α-螺旋/β-折疊比例為1.82，高于簡單混合凝膠（0.87）。
• β-聚集體的增加有助于凝膠網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，而α-螺旋和隨機(jī)卷曲的增加則有利于提高消化率。