近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工(gong)程學(xué)院研(yan)究人(ren)員在國(guó)際食品(pin)期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科院大類(lei)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"的研究(jiu)論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Universal TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)定3D打印乳(ru)液凝膠的(de)硬度和粘附性(xing)等指標(biāo)。

菊粉是一種(zhong)益生元(yuan)，也是乳液(ye)凝膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑，對(duì)于咀(ju)嚼能(neng)力下(xia)降的消費(fèi)(fei)者具有(you)重要商業(yè)(ye)價(jià)值。本(ben)研究評(píng)估(gu)了菊粉對(duì) 3D 打印(yin)乳液凝(ning)膠的打印精度(du)、結(jié)構(gòu)完整性和(he)感官品(pin)質(zhì)的(de)影響。研究成功(gong)開(kāi)發(fā)出(chu)一種基于菊粉(fen)的乳(ru)液凝膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至 25°C 范圍(wei)內(nèi)具有理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)和冷凍(dong)穩(wěn)定性。流變學(xué)分(fen)析顯示(shi)，隨著菊粉(fen)含量(liang)的增加，凝膠(jiao)的彈性(xing)顯著提升。在(zai)頻率掃(sao)描中，儲(chǔ)能模量(liang)（G′）從 2.99×103 Pa（菊(ju)粉含量(liang) 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量(liang) 20%）；在振蕩掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性測(cè)(ce)試表明(ming)，無(wú)鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)(chu)能模量（G′）和(he)黏度最高。溫(wen)度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)凝膠的(de)模量達(dá)到(dao)峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模(mo)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 65%，而(er) 6.7% 菊粉(fen)凝膠(jiao)的 G′下降了 76%，這證(zheng)實(shí)高菊粉含量(liang)的凝膠(jiao)具有更(geng)好的凍(dong)融穩(wěn)定性。電子(zi)鼻檢(jian)測(cè)和感官評(píng)(ping)價(jià)表明，菊粉(fen)含量越高，茶(cha)籽油的特(te)征氣味(wei)越淡。相關(guān)性(xing)分析(xi)顯示，硬(ying)度與脂(zhi)肪感和順(shun)滑感等(deng)感官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這凸(tu)顯了儀器測(cè)(ce)量結(jié)果對(duì) 3D 打(da)印食品感官(guan)質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)(ce)試能夠(gou)模擬(ni)并直觀呈現(xiàn)(xian)乳液在口腔(qiang)加工過(guò)程中的(de)行為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)提供有(you)價(jià)值的(de)見(jiàn)解(jie)。3D 打印乳液(ye)凝膠(jiao)產(chǎn)品(pin)的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果如圖3所(suo)示。不出所(suo)料，打(da)印產(chǎn)品(pin)的硬度隨菊(ju)粉含量(liang)的增(zeng)加而成(cheng)比例上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的(de)乳液凝膠硬(ying)度最高，測(cè)得值(zhi)為 108 gf，而(er)配方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的(de)產(chǎn)品硬(ying)度值分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和(he) PC2 的最大(da)負(fù)力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代表(biao)乳液凝膠的(de)黏附性。上述(shu)結(jié)果表(biao)明，菊粉含(han)量越高的乳液(ye)越易吞咽(yan)。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)果(guo)分析一致，說(shuō)(shuo)明隨(sui)著菊粉(fen)含量增加，乳液(ye)凝膠(jiao)體系(xi)變得更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印產(chǎn)(chan)品的硬度并未(wei)隨鹽濃(nong)度的增加而(er)發(fā)生顯著(zhu)變化(hua)。然而(er)，打印產(chǎn)品(pin)的黏附性卻隨(sui)著鹽濃(nong)度的升高而(er)逐漸增強(qiáng)(qiang)。具體而言，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。這一結(jié)(jie)果與流(liu)變儀分析(xi)得出的結(jié)(jie)論相悖 —— 流變(bian)儀分析顯示，鹽(yan)的添加會(huì)導(dǎo)(dao)致乳液(ye)凝膠的黏(nian)度和儲(chǔ)能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗(zhe)糖分子(zi)體積較(jiao)小，無(wú)(wu)法像大型(xing)多糖分子(zi)那樣(yang)形成堅(jiān)(jian)固的三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加對(duì)乳(ru)液凝(ning)膠的流變學(xué)特(te)性和結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性影(ying)響甚微。結(jié)果，添(tian)加了蔗(zhe)糖的打(da)印產(chǎn)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)測(cè)試結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)(xian)出顯著差異(yi)。

圖3 含有不同(tong)含量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的3D打(da)印乳液凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)

參考文(wen)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。