近日，仲愷(kai)農(nóng)業(yè)工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員在國際(ji)食品(pin)期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大類一區(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"的研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研究人(ren)員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定3D打印(yin)乳液凝膠的硬(ying)度和粘(zhan)附性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉(fen)是一(yi)種益生元(yuan)，也是乳(ru)液凝膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改(gai)良劑，對(duì)于咀嚼(jue)能力下降的(de)消費(fèi)者具(ju)有重(zhong)要商(shang)業(yè)價(jià)值。本研究(jiu)評(píng)估了(le)菊粉對(duì)(dui) 3D 打印乳液凝膠(jiao)的打印精(jing)度、結(jié)構(gòu)完(wan)整性和(he)感官品(pin)質(zhì)的影響。研究(jiu)成功開發(fā)出一(yi)種基于菊粉(fen)的乳(ru)液凝膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具有理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍(dong)穩(wěn)定(ding)性。流變(bian)學(xué)分析顯示，隨(sui)著菊粉含(han)量的(de)增加，凝(ning)膠的彈(dan)性顯著提升(sheng)。在頻率掃描中(zhong)，儲(chǔ)能模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊(ju)粉含(han)量 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量(liang) 20%）；在振蕩掃(sao)描中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性(xing)測試(shi)表明，無(wu)鹽凝(ning)膠的儲(chǔ)能模量(liang)（G′）和黏度(du)最高。溫(wen)度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)凝膠的(de)模量達(dá)到峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 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(shí)高菊粉(fen)含量的凝膠(jiao)具有(you)更好的(de)凍融穩(wěn)(wen)定性。電子鼻(bi)檢測和(he)感官評(píng)價(jià)表(biao)明，菊粉含量越(yue)高，茶籽油的特(te)征氣味(wei)越淡(dan)。相關(guān)性分析顯(xian)示，硬(ying)度與脂肪感(gan)和順滑(hua)感等(deng)感官屬性(xing)呈負(fù)相關(guān)，這凸(tu)顯了(le)儀器測量結(jié)(jie)果對(duì)(dui) 3D 打印食(shi)品感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測價(jià)值(zhi)。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測試能夠模(mo)擬并直觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在口腔(qiang)加工(gong)過程中的行為(wei)，為 3D 打印乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)特性(xing)提供有價(jià)值(zhi)的見解。3D 打印乳(ru)液凝膠產(chǎn)品(pin)的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試(shi)結(jié)果(guo)如圖3所(suo)示。不(bu)出所(suo)料，打(da)印產(chǎn)品的(de)硬度隨菊(ju)粉含量(liang)的增加而(er)成比例(li)上升。圖 3（a）顯(xian)示，含 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液凝膠硬度(du)最高，測得值為(wei) 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)品(pin)硬度值(zhi)分別為 75 gf和 50 gf。此(ci)外，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負(fù)力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代表(biao)乳液凝(ning)膠的(de)黏附性。上述(shu)結(jié)果表明，菊(ju)粉含量(liang)越高的(de)乳液(ye)越易吞咽。這一(yi)發(fā)現(xiàn)與(yu)打印(yin)結(jié)果分析(xi)一致，說明隨(sui)著菊(ju)粉含量增加(jia)，乳液凝膠體(ti)系變得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打印(yin)產(chǎn)品的硬(ying)度并未隨(sui)鹽濃度的(de)增加而發(fā)生顯(xian)著變化。然而(er)，打印產(chǎn)(chan)品的黏附(fu)性卻隨著(zhe)鹽濃度的升高(gao)而逐漸增強(qiáng)。具(ju)體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大(da)負(fù)力分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一(yi)結(jié)果與(yu)流變儀分(fen)析得出的(de)結(jié)論相悖 —— 流(liu)變儀(yi)分析顯示(shi)，鹽的添(tian)加會(huì)導(dǎo)致乳(ru)液凝膠的黏(nian)度和儲(chǔ)能模量(liang)（G′）下降。

由于(yu)蔗糖分(fen)子體(ti)積較小，無法(fa)像大型多糖分(fen)子那(na)樣形成堅(jiān)(jian)固的三維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加對(duì)乳液(ye)凝膠(jiao)的流(liu)變學(xué)特性和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響甚微。結(jié)果(guo)，添加了蔗糖(tang)的打(da)印產(chǎn)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)(jie)果中(zhong)未表現(xiàn)(xian)出顯著(zhu)差異(yi)。

圖3 含(han)有不同(tong)含量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的3D打印(yin)乳液凝膠的(de)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。