近日，仲(zhong)愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)(xue)院研究(jiu)人員(yuan)在國(guo)際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)表了(le)題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研(yan)究論文。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測定3D打(da)印乳液凝(ning)膠的硬(ying)度和粘附(fu)性等指標。

菊粉是一種(zhong)益生(sheng)元，也是乳液凝(ning)膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改(gai)良劑(ji)，對于咀嚼能(neng)力下降的消(xiao)費者具有重(zhong)要商業(yè)價(jia)值。本(ben)研究評估了菊(ju)粉對 3D 打(da)印乳液(ye)凝膠的打(da)印精度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性(xing)和感官品質(zhì)(zhi)的影(ying)響。研(yan)究成功開發(fā)出(chu)一種基于菊(ju)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，隨著(zhe)菊粉含量的增(zeng)加，凝膠的彈(dan)性顯著提(ti)升。在(zai)頻率(lv)掃描中(zhong)，儲能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊(ju)粉含量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量 20%）；在振蕩(dang)掃描中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻率和觸變(bian)性測試表明(ming)，無鹽凝膠的(de)儲能模量（G′）和黏(nian)度最高。溫度(du)掃描顯示(shi)，在 - 18°C 時凝膠的模(mo)量達到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注(zhu)意的是，20% 菊粉(fen)凝膠解凍后的(de) G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的(de) G′下降了 76%，這(zhe)證實高菊(ju)粉含量(liang)的凝膠(jiao)具有更好的(de)凍融穩(wěn)定(ding)性。電(dian)子鼻(bi)檢測和感(gan)官評(ping)價表明(ming)，菊粉(fen)含量越(yue)高，茶(cha)籽油的特征氣(qi)味越淡。相(xiang)關(guān)性(xing)分析顯示，硬度(du)與脂肪感和順(shun)滑感等(deng)感官屬性呈負(fu)相關(guān)，這凸顯(xian)了儀器(qi)測量結(jié)(jie)果對(dui) 3D 打印食品感(gan)官質(zhì)構(gòu)的預(yù)測(ce)價值(zhi)。

使用(yong)質(zhì)構(gòu)儀進行測(ce)試能夠(gou)模擬(ni)并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳液(ye)在口(kou)腔加(jia)工過程中(zhong)的行為，為(wei) 3D 打印乳液(ye)凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)特性提(ti)供有價(jia)值的見(jian)解。3D 打(da)印乳液凝膠產(chǎn)(chan)品的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)果(guo)如圖3所示。不(bu)出所料，打印產(chǎn)(chan)品的硬度隨(sui)菊粉含量的(de)增加而成比(bi)例上升(sheng)。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液凝(ning)膠硬(ying)度最高(gao)，測得值為 108 gf，而(er)配方 PC3 和 PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)品硬(ying)度值分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值代(dai)表乳液(ye)凝膠的(de)黏附性。上述結(jié)(jie)果表明，菊粉含(han)量越高(gao)的乳液越易吞(tun)咽。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)果分(fen)析一致(zhi)，說明隨(sui)著菊(ju)粉含量增加，乳(ru)液凝膠體系變(bian)得更加穩(wěn)定(ding)。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品的硬度(du)并未(wei)隨鹽(yan)濃度的增加(jia)而發(fā)生顯著(zhu)變化。然而，打印(yin)產(chǎn)品的黏(nian)附性(xing)卻隨(sui)著鹽濃度(du)的升高(gao)而逐漸增強。具(ju)體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大(da)負力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果與流變儀(yi)分析(xi)得出的結(jié)(jie)論相悖 —— 流變(bian)儀分(fen)析顯示，鹽(yan)的添加(jia)會導(dǎo)致(zhi)乳液凝膠(jiao)的黏度(du)和儲能模量(liang)（G′）下降。

由于蔗(zhe)糖分子體積(ji)較小，無法像大(da)型多(duo)糖分子那樣(yang)形成堅(jian)固的三維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加(jia)對乳液凝(ning)膠的流(liu)變學(xué)特性和(he)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影(ying)響甚(shen)微。結(jié)果，添加(jia)了蔗糖的打(da)印產(chǎn)品在(zai)質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試結(jié)(jie)果中未表(biao)現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有(you)不同(tong)含量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)

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