近日，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院研究(jiu)人員在(zai)國際(ji)食品期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大(da)類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)表了(le)題為(wei)"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定3D打(da)印乳液凝膠(jiao)的硬度和粘附(fu)性等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一(yi)種益生元，也是(shi)乳液凝膠的(de)有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改良劑，對(dui)于咀(ju)嚼能力下(xia)降的消(xiao)費(fèi)者具有重(zhong)要商業(yè)(ye)價(jià)值(zhi)。本研(yan)究評估了菊(ju)粉對 3D 打印乳液(ye)凝膠的(de)打印精度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性和(he)感官(guan)品質(zhì)(zhi)的影(ying)響。研究成功(gong)開發(fā)出一種(zhong)基于菊(ju)粉的乳液(ye)凝膠，該凝(ning)膠在 - 18°C 至 25°C 范圍(wei)內(nèi)具(ju)有理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變(bian)學(xué)分析顯示(shi)，隨著菊粉(fen)含量(liang)的增加，凝膠的(de)彈性顯(xian)著提升。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲(chǔ)能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含量 6.7%）上(shang)升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含(han)量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變性(xing)測試表明，無(wu)鹽凝膠的儲(chǔ)(chu)能模量（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(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量(liang) G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊(ju)粉凝膠(jiao)解凍后(hou)的 G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的(de) G′下降(jiang)了 76%，這證(zheng)實(shí)高菊粉含量(liang)的凝膠具(ju)有更(geng)好的凍融穩(wěn)(wen)定性(xing)。電子鼻(bi)檢測和(he)感官評價(jià)(jia)表明，菊粉含量(liang)越高，茶(cha)籽油的特(te)征氣(qi)味越淡。相關(guān)性(xing)分析顯(xian)示，硬度與(yu)脂肪感和順(shun)滑感(gan)等感官(guan)屬性(xing)呈負(fù)相關(guān)，這凸(tu)顯了儀(yi)器測(ce)量結(jié)(jie)果對 3D 打印食(shi)品感(gan)官質(zhì)構(gòu)的預(yù)測(ce)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(ce)試能夠(gou)模擬并(bing)直觀呈(cheng)現(xiàn)乳液(ye)在口腔加工過(guo)程中(zhong)的行為，為(wei) 3D 打印乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)特(te)性提供有價(jià)值(zhi)的見(jian)解。3D 打印乳(ru)液凝膠產(chǎn)品(pin)的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)果(guo)如圖3所示(shi)。不出(chu)所料，打印產(chǎn)品(pin)的硬(ying)度隨(sui)菊粉含(han)量的增加而(er)成比例(li)上升。圖 3（a）顯(xian)示，含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳(ru)液凝膠硬(ying)度最高(gao)，測得(de)值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的產(chǎn)品硬度(du)值分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 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(ye)凝膠的黏附(fu)性。上述(shu)結(jié)果表明，菊粉(fen)含量越高的乳(ru)液越易吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)與打印(yin)結(jié)果分析一(yi)致，說明隨(sui)著菊(ju)粉含(han)量增加，乳液(ye)凝膠體系(xi)變得更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印產(chǎn)(chan)品的(de)硬度并未隨(sui)鹽濃度的(de)增加(jia)而發(fā)生顯著(zhu)變化。然而，打印(yin)產(chǎn)品的(de)黏附性卻隨著(zhe)鹽濃度的升(sheng)高而(er)逐漸增(zeng)強(qiáng)。具(ju)體而言(yan)，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。這一結(jié)果(guo)與流變儀分(fen)析得出的(de)結(jié)論相(xiang)悖 —— 流變儀分析(xi)顯示，鹽(yan)的添加會(huì)導(dǎo)(dao)致乳液凝膠的(de)黏度和(he)儲(chǔ)能模量（G′）下降(jiang)。

由于蔗糖分子(zi)體積較小，無法(fa)像大(da)型多糖分(fen)子那(na)樣形成堅(jiān)固(gu)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)(jie)構(gòu)。因此，蔗糖(tang)的添(tian)加對(dui)乳液凝膠(jiao)的流變學(xué)特性(xing)和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性(xing)影響甚微(wei)。結(jié)果，添加了(le)蔗糖的打印(yin)產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測試(shi)結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)出顯著(zhu)差異。

圖3 含有不同含(han)量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的3D打(da)印乳液凝膠(jiao)的質(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。