近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xue)院研究人員(yuan)在國際食品(pin)期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院(yuan)大類一區(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)究論文。在該論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上(shang)海騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測定(ding)3D打印乳(ru)液凝(ning)膠的硬度(du)和粘附(fu)性等指標(biao)。

菊粉是一種益(yi)生元，也是乳液(ye)凝膠的(de)有效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑(ji)，對于咀嚼能力(li)下降(jiang)的消費者具(ju)有重要商業(yè)(ye)價值。本研究評(ping)估了菊(ju)粉對 3D 打印乳液(ye)凝膠的打(da)印精度、結(jié)構(gòu)(gou)完整(zheng)性和感官品質(zhì)(zhi)的影(ying)響。研究成(cheng)功開發(fā)出一(yi)種基(ji)于菊粉的乳(ru)液凝膠，該凝膠(jiao)在 - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性(xing)。流變學分(fen)析顯(xian)示，隨著菊粉含(han)量的增加，凝(ning)膠的彈性顯(xian)著提升。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲能模量（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(zhen)蕩掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率和觸變(bian)性測(ce)試表明，無(wu)鹽凝膠(jiao)的儲能模(mo)量（G′）和黏度最(zui)高。溫度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時凝(ning)膠的模量達(da)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是，20% 菊粉凝(ning)膠解凍后的 G′僅(jin)下降 65%，而 6.7% 菊粉凝(ning)膠的 G′下降了 76%，這(zhe)證實高(gao)菊粉含量的凝(ning)膠具有更(geng)好的凍融穩(wěn)(wen)定性。電子(zi)鼻檢測和(he)感官評(ping)價表明，菊粉(fen)含量越高，茶(cha)籽油(you)的特征氣(qi)味越淡(dan)。相關(guān)(guan)性分(fen)析顯示，硬度(du)與脂肪(fang)感和順滑感等(deng)感官(guan)屬性(xing)呈負相關(guān)(guan)，這凸顯了儀器(qi)測量結(jié)果對 3D 打(da)印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測(ce)價值(zhi)。

使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)進行(xing)測試(shi)能夠模擬(ni)并直觀呈現(xiàn)乳(ru)液在口腔加(jia)工過程中的(de)行為，為 3D 打(da)印乳液凝(ning)膠的(de)質(zhì)構(gòu)特性提供(gong)有價值的見解(jie)。3D 打印乳液凝膠(jiao)產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試(shi)結(jié)果如圖3所示(shi)。不出所料(liao)，打印產(chǎn)品的(de)硬度隨(sui)菊粉(fen)含量(liang)的增加而成比(bi)例上升。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液凝(ning)膠硬度最高，測(ce)得值(zhi)為 108 gf，而配方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度(du)值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)(shu)值代表乳(ru)液凝(ning)膠的黏附(fu)性。上述結(jié)果表(biao)明，菊粉含(han)量越高的(de)乳液越易吞咽(yan)。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)(jie)果分(fen)析一致，說(shuo)明隨著菊粉(fen)含量增加(jia)，乳液凝膠(jiao)體系變得(de)更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印(yin)產(chǎn)品的硬度并(bing)未隨鹽濃度的(de)增加而發(fā)生(sheng)顯著變化。然(ran)而，打印(yin)產(chǎn)品的黏附性(xing)卻隨著鹽濃度(du)的升高而逐漸(jian)增強。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大負力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這(zhe)一結(jié)果與(yu)流變儀分析(xi)得出的(de)結(jié)論相(xiang)悖 —— 流變儀(yi)分析顯示，鹽(yan)的添(tian)加會導(dǎo)致乳液(ye)凝膠的(de)黏度和儲能模(mo)量（G′）下降。

由于(yu)蔗糖(tang)分子體積較(jiao)小，無法像大(da)型多糖分子那(na)樣形成堅固(gu)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)(jie)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加對乳液凝(ning)膠的流變(bian)學特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響甚微(wei)。結(jié)果，添加了蔗(zhe)糖的(de)打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測試(shi)結(jié)果(guo)中未表(biao)現(xiàn)出(chu)顯著差異。

圖3 含(han)有不同含量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和(he)蔗糖（c）的3D打(da)印乳液凝(ning)膠的質(zhì)(zhi)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。