近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員在國(guó)(guo)際食品(pin)期刊《Current Research in Food Science》（中科院大(da)類一區(qū)，IF：7）發(fā)表了(le)題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的(de)研究論文。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測(cè)定3D打印(yin)乳液凝(ning)膠的硬(ying)度和粘附性等(deng)指標(biāo)。

菊粉是一種益(yi)生元(yuan)，也是(shi)乳液凝(ning)膠的有效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良(liang)劑，對(duì)于咀嚼能(neng)力下降的消(xiao)費(fèi)者(zhe)具有重要商(shang)業(yè)價(jià)值。本研究(jiu)評(píng)估了菊粉對(duì)(dui) 3D 打印(yin)乳液凝(ning)膠的(de)打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和(he)感官品質(zhì)(zhi)的影(ying)響。研(yan)究成功開(kāi)發(fā)(fa)出一種基于(yu)菊粉的乳(ru)液凝(ning)膠，該(gai)凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具(ju)有理想的質(zhì)(zhi)構(gòu)和(he)冷凍穩(wěn)定性(xing)。流變學(xué)(xue)分析(xi)顯示，隨著菊(ju)粉含量的增(zeng)加，凝(ning)膠的彈性顯(xian)著提升。在頻率(lv)掃描(miao)中，儲(chǔ)能模量(liang)（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量 20%）；在(zai)振蕩(dang)掃描(miao)中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸(chu)變性測(cè)試表明(ming)，無(wú)鹽凝(ning)膠的儲(chǔ)(chu)能模量（G′）和黏(nian)度最高(gao)。溫度掃(sao)描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)(shi)凝膠(jiao)的模量(liang)達(dá)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得(de)注意的(de)是，20% 菊(ju)粉凝膠解(jie)凍后的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降了 76%，這(zhe)證實(shí)(shi)高菊粉(fen)含量的凝(ning)膠具有更好的(de)凍融(rong)穩(wěn)定(ding)性。電(dian)子鼻檢測(cè)(ce)和感官(guan)評(píng)價(jià)表明，菊(ju)粉含量越高，茶(cha)籽油的(de)特征氣味越(yue)淡。相關(guān)性(xing)分析顯示(shi)，硬度與(yu)脂肪感和(he)順滑感等(deng)感官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)(guan)，這凸顯了儀(yi)器測(cè)(ce)量結(jié)果對(duì) 3D 打(da)印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)值。

使用(yong)質(zhì)構(gòu)(gou)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試能夠模(mo)擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳液在(zai)口腔(qiang)加工過(guò)程中(zhong)的行為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特(te)性提供有價(jià)值(zhi)的見(jiàn)解。3D 打印乳(ru)液凝(ning)膠產(chǎn)(chan)品的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果如圖(tu)3所示(shi)。不出(chu)所料，打印產(chǎn)(chan)品的硬度(du)隨菊粉(fen)含量的增加(jia)而成(cheng)比例上升(sheng)。圖 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳液凝(ning)膠硬(ying)度最(zui)高，測(cè)(ce)得值為 108 gf，而(er)配方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(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(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值(zhi)代表乳液凝膠(jiao)的黏(nian)附性。上述(shu)結(jié)果表明，菊(ju)粉含(han)量越(yue)高的乳(ru)液越(yue)易吞咽。這一(yi)發(fā)現(xiàn)與打印結(jié)(jie)果分析一致，說(shuō)(shuo)明隨著菊(ju)粉含(han)量增加，乳液(ye)凝膠體系變(bian)得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印(yin)產(chǎn)品的硬度(du)并未隨鹽濃(nong)度的增加而發(fā)(fa)生顯著變化。然(ran)而，打印產(chǎn)品(pin)的黏附性卻隨(sui)著鹽濃度的升(sheng)高而逐漸(jian)增強(qiáng)。具體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一結(jié)果與(yu)流變儀分(fen)析得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變儀(yi)分析(xi)顯示(shi)，鹽的添加會(huì)導(dǎo)(dao)致乳液(ye)凝膠的黏度和(he)儲(chǔ)能模(mo)量（G′）下(xia)降。

由于蔗糖(tang)分子(zi)體積較小，無(wú)(wu)法像大(da)型多(duo)糖分子那(na)樣形成堅(jiān)(jian)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(gou)。因此，蔗糖的(de)添加(jia)對(duì)乳(ru)液凝(ning)膠的流變(bian)學(xué)特性和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響(xiang)甚微。結(jié)(jie)果，添加了蔗(zhe)糖的打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)試結(jié)(jie)果中未(wei)表現(xiàn)出顯著差(cha)異。

圖3 含有(you)不同含(han)量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的3D打印(yin)乳液凝膠的質(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。