近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在國(guó)際食(shi)品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)表了題為(wei)"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用(yong)上海騰(teng)拔Universal TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于(yu)測(cè)定(ding)3D打印乳(ru)液凝膠的硬(ying)度和(he)粘附性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是一種益(yi)生元，也是乳(ru)液凝(ning)膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑，對(duì)于咀(ju)嚼能力下(xia)降的消費(fèi)者具(ju)有重(zhong)要商業(yè)價(jià)值(zhi)。本研究(jiu)評(píng)估(gu)了菊粉對(duì) 3D 打(da)印乳液凝(ning)膠的打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和感官品質(zhì)(zhi)的影響。研究成(cheng)功開發(fā)(fa)出一種基于(yu)菊粉的(de)乳液凝膠，該凝(ning)膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)具有(you)理想的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷(leng)凍穩(wěn)定性。流變學(xué)分(fen)析顯示，隨(sui)著菊粉(fen)含量的增(zeng)加，凝膠的彈性(xing)顯著提升(sheng)。在頻率掃描(miao)中，儲(chǔ)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（菊粉含量(liang) 20%）；在振蕩掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性測(cè)試(shi)表明，無(wu)鹽凝(ning)膠的儲(chǔ)(chu)能模(mo)量（G′）和黏度最高(gao)。溫度掃描顯示(shi)，在 - 18°C 時(shí)凝膠的(de)模量達(dá)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是(shi)，20% 菊粉凝(ning)膠解凍(dong)后的 G′僅下(xia)降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降(jiang)了 76%，這證實(shí)高菊(ju)粉含量的凝(ning)膠具有更好的(de)凍融穩(wěn)定(ding)性。電子鼻檢測(cè)(ce)和感官(guan)評(píng)價(jià)表(biao)明，菊粉(fen)含量越高(gao)，茶籽油(you)的特(te)征氣味越淡(dan)。相關(guān)(guan)性分析(xi)顯示，硬度與(yu)脂肪感(gan)和順(shun)滑感等感(gan)官屬性呈負(fù)相(xiang)關(guān)，這(zhe)凸顯(xian)了儀(yi)器測(cè)(ce)量結(jié)果(guo)對(duì) 3D 打(da)印食品感官(guan)質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測(cè)(ce)價(jià)值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試能夠(gou)模擬(ni)并直觀呈現(xiàn)(xian)乳液在口腔加(jia)工過程中的(de)行為(wei)，為 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)特性提供有價(jià)(jia)值的見(jian)解。3D 打印乳(ru)液凝膠產(chǎn)品(pin)的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果如圖(tu)3所示(shi)。不出所料，打(da)印產(chǎn)品的硬(ying)度隨(sui)菊粉含量的(de)增加(jia)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(gao)，測(cè)得值(zhi)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(bie)為 75 gf和 50 gf。此(ci)外，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負(fù)(fu)力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)(shu)值代表乳液凝(ning)膠的黏附(fu)性。上述結(jié)(jie)果表明，菊粉含(han)量越高(gao)的乳液越易(yi)吞咽。這一(yi)發(fā)現(xiàn)與打印結(jié)(jie)果分析一致(zhi)，說明隨著菊粉(fen)含量(liang)增加，乳液凝膠(jiao)體系變(bian)得更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印產(chǎn)(chan)品的硬(ying)度并未隨鹽(yan)濃度的增加(jia)而發(fā)(fa)生顯著變(bian)化。然而，打(da)印產(chǎn)(chan)品的黏附性卻(que)隨著鹽濃度(du)的升高而逐漸(jian)增強(qiáng)。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)力分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這(zhe)一結(jié)果與流變(bian)儀分(fen)析得出的結(jié)論(lun)相悖(bei) —— 流變儀分(fen)析顯示，鹽(yan)的添加(jia)會(huì)導(dǎo)致乳液凝(ning)膠的(de)黏度和儲(chǔ)能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗糖(tang)分子(zi)體積較(jiao)小，無法像(xiang)大型多糖分子(zi)那樣(yang)形成堅(jiān)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(gou)。因此(ci)，蔗糖的添(tian)加對(duì)(dui)乳液凝膠的流(liu)變學(xué)特(te)性和(he)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響甚(shen)微。結(jié)果，添加(jia)了蔗糖(tang)的打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果中未表(biao)現(xiàn)出顯著(zhu)差異。

圖3 含有不同含(han)量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗(zhe)糖（c）的3D打印乳液(ye)凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)

參考(kao)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。