近日，仲愷(kai)農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院(yuan)研究人員在國(guó)(guo)際食品期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大類(lei)一區(qū)，IF：7）發(fā)(fa)表了題(ti)為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用上(shang)海騰(teng)拔Universal TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定(ding)3D打印乳液(ye)凝膠的(de)硬度和粘(zhan)附性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是一(yi)種益(yi)生元(yuan)，也是乳(ru)液凝膠的有(you)效質(zhì)構(gòu)改良(liang)劑，對(duì)于咀嚼(jue)能力下降的(de)消費(fèi)者具(ju)有重要商業(yè)(ye)價(jià)值。本研究(jiu)評(píng)估了菊(ju)粉對(duì) 3D 打(da)印乳液凝膠(jiao)的打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和感(gan)官品質(zhì)的影響(xiang)。研究成功開(kāi)(kai)發(fā)出一種基(ji)于菊粉(fen)的乳液凝(ning)膠，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)具(ju)有理想的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍穩(wěn)定性(xing)。流變學(xué)(xue)分析顯(xian)示，隨著(zhe)菊粉含(han)量的增加，凝(ning)膠的(de)彈性顯(xian)著提升。在頻(pin)率掃描(miao)中，儲(chǔ)能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振蕩(dang)掃描中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸變性測(cè)(ce)試表明(ming)，無(wú)鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)能(neng)模量（G′）和(he)黏度最(zui)高。溫度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)凝(ning)膠的模量(liang)達(dá)到峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是，20% 菊(ju)粉凝(ning)膠解凍后的 G′僅(jin)下降 65%，而 6.7% 菊(ju)粉凝膠的(de) G′下降了 76%，這(zhe)證實(shí)高(gao)菊粉含量(liang)的凝(ning)膠具有更好(hao)的凍融(rong)穩(wěn)定性(xing)。電子(zi)鼻檢測(cè)和感(gan)官評(píng)價(jià)(jia)表明(ming)，菊粉含量(liang)越高，茶籽(zi)油的特(te)征氣味越淡(dan)。相關(guān)性分析顯(xian)示，硬度與(yu)脂肪感和順滑(hua)感等感官(guan)屬性呈負(fù)相關(guān)(guan)，這凸顯了儀器(qi)測(cè)量結(jié)果(guo)對(duì) 3D 打印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)(jia)值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)試(shi)能夠模擬(ni)并直(zhi)觀呈現(xiàn)(xian)乳液(ye)在口腔加(jia)工過(guò)程中(zhong)的行為，為 3D 打(da)印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)提供有價(jià)(jia)值的見(jiàn)(jian)解。3D 打印乳液凝(ning)膠產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)試結(jié)果(guo)如圖3所示。不出(chu)所料，打印產(chǎn)(chan)品的硬度隨(sui)菊粉(fen)含量的(de)增加而成(cheng)比例上升。圖 3（a）顯(xian)示，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液(ye)凝膠硬度最(zui)高，測(cè)(ce)得值(zhi)為 108 gf，而配方(fang) PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的產(chǎn)(chan)品硬度值分別(bie)為 75 gf和 50 gf。此(ci)外，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大(da)負(fù)力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值代表(biao)乳液凝膠(jiao)的黏附性(xing)。上述(shu)結(jié)果表(biao)明，菊粉(fen)含量越高的(de)乳液越易吞(tun)咽。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)(jie)果分(fen)析一致，說(shuō)(shuo)明隨(sui)著菊粉含量(liang)增加(jia)，乳液凝(ning)膠體系變得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打印產(chǎn)品的(de)硬度(du)并未隨鹽濃(nong)度的(de)增加而發(fā)(fa)生顯著變化(hua)。然而，打(da)印產(chǎn)品的(de)黏附性卻隨著(zhe)鹽濃度的升(sheng)高而逐漸增強(qiáng)(qiang)。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大(da)負(fù)力分(fen)別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)果(guo)與流變(bian)儀分析(xi)得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變儀分(fen)析顯示(shi)，鹽的(de)添加(jia)會(huì)導(dǎo)致(zhi)乳液凝膠的黏(nian)度和儲(chǔ)能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較(jiao)小，無(wú)(wu)法像大型(xing)多糖分(fen)子那樣形(xing)成堅(jiān)固的三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此(ci)，蔗糖的(de)添加對(duì)(dui)乳液凝膠的(de)流變學(xué)特(te)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影(ying)響甚微(wei)。結(jié)果，添加(jia)了蔗糖的打印(yin)產(chǎn)品(pin)在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)測(cè)試結(jié)果(guo)中未表(biao)現(xiàn)出顯著差異(yi)。

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

參考文獻(xiàn)(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。