近日(ri)，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)院(yuan)研究人(ren)員在國際食(shi)品期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)表了題(ti)為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究(jiu)論文。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定(ding)3D打印(yin)乳液凝(ning)膠的硬(ying)度和粘(zhan)附性等指標(biāo)。

菊粉是一(yi)種益生(sheng)元，也是(shi)乳液(ye)凝膠的有效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良劑，對(dui)于咀(ju)嚼能力下(xia)降的消費(fèi)者具(ju)有重要商業(yè)價(jia)值。本(ben)研究評估了(le)菊粉(fen)對 3D 打印乳液(ye)凝膠的打印精(jing)度、結(jié)(jie)構(gòu)完整(zheng)性和感(gan)官品質(zhì)的影響(xiang)。研究成功開(kai)發(fā)出一(yi)種基于(yu)菊粉的乳液凝(ning)膠，該凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具(ju)有理想的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷凍(dong)穩(wěn)定(ding)性。流變學(xué)(xue)分析顯(xian)示，隨著菊粉(fen)含量的增加，凝(ning)膠的彈性顯著(zhu)提升。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含(han)量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率和觸變性(xing)測試表明(ming)，無鹽(yan)凝膠的儲(chu)能模量（G′）和黏(nian)度最高(gao)。溫度掃(sao)描顯示，在(zai) - 18°C 時凝膠的模(mo)量達(dá)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量(liang) G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉凝(ning)膠解凍后(hou)的 G′僅下降 65%，而 6.7% 菊(ju)粉凝(ning)膠的 G′下(xia)降了 76%，這證實(shí)高(gao)菊粉(fen)含量的凝膠(jiao)具有更好(hao)的凍融穩(wěn)(wen)定性(xing)。電子鼻檢測(ce)和感(gan)官評價表明(ming)，菊粉含量越高(gao)，茶籽油的(de)特征氣味(wei)越淡。相關(guān)(guan)性分(fen)析顯示，硬度與(yu)脂肪感和順滑(hua)感等(deng)感官屬性呈負(fù)(fu)相關(guān)，這凸(tu)顯了儀(yi)器測(ce)量結(jié)果(guo)對 3D 打印食(shi)品感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測價值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)行測試(shi)能夠模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)(xian)乳液在(zai)口腔加工過程(cheng)中的行(xing)為，為 3D 打(da)印乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特性提(ti)供有價值(zhi)的見(jian)解。3D 打印乳液(ye)凝膠產(chǎn)品的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)果(guo)如圖3所示(shi)。不出所料(liao)，打印(yin)產(chǎn)品的硬(ying)度隨菊粉(fen)含量的增(zeng)加而成比(bi)例上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳液凝(ning)膠硬度最(zui)高，測得值(zhi)為 108 gf，而配方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)(chan)品硬(ying)度值(zhi)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(li)分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)值代表乳(ru)液凝膠的(de)黏附性。上(shang)述結(jié)(jie)果表明(ming)，菊粉含(han)量越高(gao)的乳(ru)液越易(yi)吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)(jie)果分析一致，說(shuo)明隨著菊(ju)粉含(han)量增加，乳(ru)液凝膠體系變(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(sui)鹽濃度(du)的增加而發(fā)生(sheng)顯著變化(hua)。然而，打印(yin)產(chǎn)品的(de)黏附性卻隨著(zhe)鹽濃度的升高(gao)而逐(zhu)漸增強(qiáng)(qiang)。具體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和(he) PB5 的最大負(fù)力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果與(yu)流變儀(yi)分析得出(chu)的結(jié)論相(xiang)悖 —— 流(liu)變儀分(fen)析顯示(shi)，鹽的添加會導(dǎo)(dao)致乳液(ye)凝膠(jiao)的黏度(du)和儲能模量(liang)（G′）下降(jiang)。

由于蔗(zhe)糖分子(zi)體積(ji)較小，無法像(xiang)大型多(duo)糖分子(zi)那樣形(xing)成堅(jiān)(jian)固的(de)三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)(jie)構(gòu)。因此，蔗(zhe)糖的添加對(dui)乳液(ye)凝膠的流變學(xué)(xue)特性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性影響甚(shen)微。結(jié)果(guo)，添加了蔗糖的(de)打印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)果中未表(biao)現(xiàn)出顯著差異(yi)。

圖3 含(han)有不同含(han)量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印乳液(ye)凝膠的質(zhì)構(gòu)

參考文獻(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。