近日，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院研(yan)究人員在(zai)國際食品期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)表了題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的(de)研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定(ding)3D打印乳(ru)液凝膠的硬度(du)和粘附性等(deng)指標(biāo)。

菊粉是一種(zhong)益生元，也是乳(ru)液凝膠的有(you)效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑，對于(yu)咀嚼能力下降(jiang)的消費(fèi)者具(ju)有重要商業(yè)價(jia)值。本研究(jiu)評估了菊(ju)粉對(dui) 3D 打印乳液凝(ning)膠的打(da)印精(jing)度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性(xing)和感(gan)官品質(zhì)的(de)影響(xiang)。研究成功(gong)開發(fā)出一(yi)種基于(yu)菊粉的乳液凝(ning)膠，該凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具有理(li)想的質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性(xing)。流變學(xué)分(fen)析顯示(shi)，隨著菊(ju)粉含量的增(zeng)加，凝膠的彈性(xing)顯著提升。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含量 6.7%）上(shang)升至 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸變性(xing)測試(shi)表明，無鹽凝(ning)膠的儲(chu)能模量（G′）和黏(nian)度最高。溫度掃(sao)描顯示，在 - 18°C 時(shi)凝膠的(de)模量達(dá)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗模量(liang) G″=1.09×10? Pa）。值得(de)注意的是，20% 菊(ju)粉凝膠解凍后(hou)的 G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊(ju)粉凝膠的 G′下降(jiang)了 76%，這證(zheng)實高菊粉含量(liang)的凝膠具有更(geng)好的凍(dong)融穩(wěn)定性。電子(zi)鼻檢測和(he)感官評價表(biao)明，菊粉含(han)量越高，茶籽(zi)油的(de)特征(zheng)氣味越淡(dan)。相關(guān)性分(fen)析顯(xian)示，硬(ying)度與脂肪感(gan)和順滑感(gan)等感官屬性(xing)呈負(fù)(fu)相關(guān)，這凸顯(xian)了儀器(qi)測量結(jié)(jie)果對 3D 打印食品(pin)感官(guan)質(zhì)構(gòu)的(de)預(yù)測價值。

使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀進(jìn)行測(ce)試能夠模擬(ni)并直觀呈現(xiàn)(xian)乳液在口腔加(jia)工過程中的行(xing)為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)特性提供(gong)有價值(zhi)的見解。3D 打(da)印乳液凝膠(jiao)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試結(jié)(jie)果如圖(tu)3所示。不(bu)出所料(liao)，打印(yin)產(chǎn)品的硬(ying)度隨菊粉含量(liang)的增加而(er)成比例上(shang)升。圖 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液(ye)凝膠硬度最(zui)高，測得值為(wei) 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的(de)產(chǎn)品硬度值(zhi)分別(bie)為 75 gf和 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)(shu)值代(dai)表乳(ru)液凝膠(jiao)的黏附性(xing)。上述結(jié)果表明(ming)，菊粉含量越(yue)高的乳液(ye)越易吞咽。這一(yi)發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果分析(xi)一致，說明隨著(zhe)菊粉含(han)量增加，乳液凝(ning)膠體系變得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打(da)印產(chǎn)品(pin)的硬度并未(wei)隨鹽濃(nong)度的(de)增加而(er)發(fā)生(sheng)顯著(zhu)變化。然而(er)，打印產(chǎn)品的(de)黏附性卻隨著(zhe)鹽濃度的(de)升高(gao)而逐漸增強(qiáng)(qiang)。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大(da)負(fù)力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果與流變儀(yi)分析得(de)出的結(jié)(jie)論相(xiang)悖 —— 流(liu)變儀分析顯(xian)示，鹽(yan)的添加會(hui)導(dǎo)致乳液凝膠(jiao)的黏度和儲能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較(jiao)小，無法像(xiang)大型多糖分(fen)子那(na)樣形成堅(jian)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)。因此，蔗(zhe)糖的添加(jia)對乳(ru)液凝膠的流變(bian)學(xué)特性和結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性影響甚(shen)微。結(jié)果，添(tian)加了蔗(zhe)糖的打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測試(shi)結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)出(chu)顯著差異(yi)。

圖3 含有不(bu)同含量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗(zhe)糖（c）的3D打(da)印乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)

參考文獻(xiàn)：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。