近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學院研(yan)究人員在(zai)國際食品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中科院大類(lei)一區(qū)，IF：7）發(fā)表(biao)了題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研(yan)究論(lun)文。在該(gai)論文(wen)中，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用于測(ce)定3D打印乳(ru)液凝膠的硬(ying)度和粘(zhan)附性等指(zhi)標。

菊粉是一(yi)種益(yi)生元，也(ye)是乳液凝(ning)膠的(de)有效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良劑，對于(yu)咀嚼能力下降(jiang)的消費者具有(you)重要商業(yè)(ye)價值。本研究(jiu)評估了菊粉(fen)對 3D 打印乳液(ye)凝膠的打印精(jing)度、結(jié)構(gòu)(gou)完整性和感官(guan)品質(zhì)的影(ying)響。研究成(cheng)功開發(fā)(fa)出一種基于(yu)菊粉的乳(ru)液凝膠(jiao)，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍(wei)內(nèi)具有理(li)想的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變(bian)學分析顯(xian)示，隨著(zhe)菊粉含量(liang)的增加，凝膠(jiao)的彈性顯著(zhu)提升。在頻率掃(sao)描中，儲能(neng)模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量(liang) 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊粉含(han)量 20%）；在振蕩(dang)掃描中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性測(ce)試表(biao)明，無鹽凝(ning)膠的儲(chu)能模(mo)量（G′）和黏度最高(gao)。溫度掃(sao)描顯(xian)示，在 - 18°C 時凝膠(jiao)的模(mo)量達到峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是(shi)，20% 菊粉凝膠解凍(dong)后的 G′僅(jin)下降 65%，而 6.7% 菊粉(fen)凝膠的 G′下降(jiang)了 76%，這證實高菊(ju)粉含量的凝膠(jiao)具有更好(hao)的凍融穩(wěn)定(ding)性。電子鼻檢(jian)測和感(gan)官評價表(biao)明，菊(ju)粉含量越(yue)高，茶籽油(you)的特征氣(qi)味越淡。相(xiang)關(guān)性分析顯(xian)示，硬度與(yu)脂肪感和順(shun)滑感等感官屬(shu)性呈負相關(guān)，這(zhe)凸顯了(le)儀器測量(liang)結(jié)果對(dui) 3D 打印(yin)食品(pin)感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的預(yù)測(ce)價值。

使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀進行(xing)測試能夠(gou)模擬并直觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在口(kou)腔加工過程中(zhong)的行為(wei)，為 3D 打印(yin)乳液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性提供(gong)有價值的見(jian)解。3D 打印乳(ru)液凝膠產(chǎn)(chan)品的質(zhì)構(gòu)儀(yi)測試(shi)結(jié)果(guo)如圖3所(suo)示。不出所料，打(da)印產(chǎn)品(pin)的硬度隨(sui)菊粉含量的(de)增加而成(cheng)比例(li)上升。圖 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液凝膠硬度(du)最高，測得(de)值為 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品(pin)硬度值分別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最大(da)負力(li)分別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代表乳(ru)液凝膠的黏附(fu)性。上述結(jié)果(guo)表明，菊粉含(han)量越(yue)高的(de)乳液(ye)越易吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)與打印(yin)結(jié)果分(fen)析一致，說(shuo)明隨著菊粉(fen)含量增加，乳液(ye)凝膠體系變(bian)得更加穩(wěn)定(ding)。

圖 3（b）顯(xian)示，打(da)印產(chǎn)品的硬度(du)并未隨鹽濃(nong)度的(de)增加而發(fā)(fa)生顯著變(bian)化。然而，打印(yin)產(chǎn)品的黏附性(xing)卻隨著鹽濃(nong)度的升高而逐(zhu)漸增(zeng)強。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一結(jié)(jie)果與流變(bian)儀分析得出的(de)結(jié)論相悖 —— 流變(bian)儀分析顯示，鹽(yan)的添(tian)加會導致乳(ru)液凝膠的黏度(du)和儲(chu)能模量（G′）下(xia)降。

由于蔗糖(tang)分子體(ti)積較小，無法像(xiang)大型多糖(tang)分子(zi)那樣形成(cheng)堅固的(de)三維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)(gou)。因此，蔗糖(tang)的添加對乳液(ye)凝膠的流變學(xue)特性(xing)和結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性(xing)影響甚(shen)微。結(jié)果，添加了(le)蔗糖的打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)(jie)果中未(wei)表現(xiàn)出(chu)顯著差(cha)異。

圖3 含有不(bu)同含量菊(ju)粉（a）、鹽(yan)（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：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。