近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在國(guo)際食品(pin)期刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一(yi)區(qū)，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。在該論(lun)文中，研究(jiu)人員利用(yong)上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測定3D打印乳液(ye)凝膠的硬度和(he)粘附性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是一種益(yi)生元(yuan)，也是乳液凝膠(jiao)的有(you)效質(zhì)構(gòu)改良(liang)劑，對于咀嚼能(neng)力下降的消(xiao)費者(zhe)具有重要(yao)商業(yè)價值。本(ben)研究評估了(le)菊粉對 3D 打印乳(ru)液凝膠的打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)(gou)完整性和(he)感官品質(zhì)(zhi)的影響。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(ning)膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷凍穩(wěn)(wen)定性。流變學(xué)(xue)分析顯示(shi)，隨著菊粉含(han)量的增加，凝膠(jiao)的彈性顯著(zhu)提升。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲能模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊(ju)粉含量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量 20%）；在振蕩(dang)掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變性測(ce)試表明，無鹽凝(ning)膠的儲能模(mo)量（G′）和(he)黏度(du)最高(gao)。溫度掃描顯(xian)示，在(zai) - 18°C 時凝膠的(de)模量(liang)達(dá)到峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊(ju)粉凝膠(jiao)解凍后的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉(fen)凝膠(jiao)的 G′下(xia)降了 76%，這證(zheng)實高(gao)菊粉含(han)量的凝膠(jiao)具有更(geng)好的凍融穩(wěn)定(ding)性。電子鼻檢(jian)測和(he)感官評價(jia)表明，菊粉含(han)量越高，茶(cha)籽油的特征氣(qi)味越淡(dan)。相關(guān)(guan)性分析顯(xian)示，硬度與脂肪(fang)感和順滑(hua)感等感(gan)官屬性呈負(fù)相(xiang)關(guān)，這凸(tu)顯了儀器測量(liang)結(jié)果對 3D 打(da)印食品感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的預(yù)(yu)測價值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測試能夠(gou)模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)(xian)乳液在(zai)口腔(qiang)加工過程中的(de)行為，為 3D 打印乳(ru)液凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)特性提供(gong)有價值的見(jian)解。3D 打印乳液(ye)凝膠(jiao)產(chǎn)品(pin)的質(zhì)構(gòu)儀(yi)測試結(jié)果如(ru)圖3所示(shi)。不出(chu)所料，打印產(chǎn)(chan)品的硬(ying)度隨菊(ju)粉含量的增加(jia)而成比(bi)例上(shang)升。圖(tu) 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝膠硬(ying)度最(zui)高，測(ce)得值為(wei) 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品(pin)硬度(du)值分別(bie)為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)(shu)值代(dai)表乳液凝(ning)膠的黏附性。上(shang)述結(jié)果表明，菊(ju)粉含(han)量越高的乳液(ye)越易(yi)吞咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打(da)印結(jié)果分(fen)析一致，說(shuo)明隨著菊(ju)粉含量(liang)增加，乳液凝膠(jiao)體系變(bian)得更加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯示，打印(yin)產(chǎn)品的硬度并(bing)未隨(sui)鹽濃度的(de)增加而發(fā)生顯(xian)著變化(hua)。然而(er)，打印產(chǎn)品的(de)黏附(fu)性卻隨著(zhe)鹽濃(nong)度的升高而(er)逐漸增強(qiang)。具體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大負(fù)(fu)力分(fen)別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)果與(yu)流變儀(yi)分析得出的(de)結(jié)論相悖(bei) —— 流變儀分析顯(xian)示，鹽(yan)的添加會(hui)導(dǎo)致(zhi)乳液(ye)凝膠的黏度和(he)儲能模量(liang)（G′）下降。

由于(yu)蔗糖(tang)分子體(ti)積較(jiao)小，無(wu)法像大型多(duo)糖分子那樣(yang)形成堅固的三(san)維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此(ci)，蔗糖的添(tian)加對乳液凝膠(jiao)的流(liu)變學(xué)特性和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性影(ying)響甚微(wei)。結(jié)果，添加了(le)蔗糖的打(da)印產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有(you)不同含量(liang)菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗(zhe)糖（c）的3D打印(yin)乳液凝膠(jiao)的質(zhì)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。