近日，仲愷(kai)農(nóng)業(yè)工程學院(yuan)研究(jiu)人員在(zai)國際食品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中科院大類(lei)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"的研究論(lun)文。在該論文中(zhong)，研究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測定3D打印(yin)乳液(ye)凝膠(jiao)的硬度和(he)粘附(fu)性等指標(biao)。

菊粉(fen)是一種益生(sheng)元，也是乳(ru)液凝膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑(ji)，對于(yu)咀嚼能力(li)下降的消費(fei)者具有重要(yao)商業(yè)價值。本研(yan)究評估(gu)了菊粉對 3D 打(da)印乳液(ye)凝膠的打印(yin)精度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性和感(gan)官品質(zhì)的(de)影響。研究成功(gong)開發(fā)出一種(zhong)基于(yu)菊粉的乳液(ye)凝膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍(wei)內(nèi)具有理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性(xing)。流變學分析顯(xian)示，隨著菊(ju)粉含量(liang)的增加，凝膠的(de)彈性顯(xian)著提升。在頻(pin)率掃描(miao)中，儲能模量(liang)（G′）從 2.99×103 Pa（菊(ju)粉含量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量(liang) 20%）；在振蕩掃描(miao)中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變(bian)性測試(shi)表明，無鹽凝膠(jiao)的儲能模(mo)量（G′）和黏度最高(gao)。溫度掃(sao)描顯示(shi)，在 - 18°C 時凝膠的模(mo)量達到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉(fen)凝膠解凍后(hou)的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降了 76%，這證(zheng)實高菊(ju)粉含量(liang)的凝膠(jiao)具有更(geng)好的凍融穩(wěn)(wen)定性。電子(zi)鼻檢測和感(gan)官評價表明，菊(ju)粉含量越高(gao)，茶籽油的(de)特征氣味越淡(dan)。相關性(xing)分析顯示(shi)，硬度與(yu)脂肪(fang)感和順滑感等(deng)感官屬性(xing)呈負相(xiang)關，這(zhe)凸顯(xian)了儀器測(ce)量結(jié)(jie)果對 3D 打印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的預(yu)測價值。

使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)進行測試能夠(gou)模擬并直觀呈(cheng)現(xiàn)乳(ru)液在口腔加(jia)工過程中的(de)行為，為(wei) 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性提(ti)供有價值(zhi)的見解。3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)儀(yi)測試結(jié)(jie)果如圖3所示(shi)。不出所(suo)料，打印產(chǎn)(chan)品的硬度(du)隨菊(ju)粉含量的增加(jia)而成(cheng)比例(li)上升。圖 3（a）顯(xian)示，含 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝(ning)膠硬度(du)最高，測得(de)值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)品硬(ying)度值分別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負力(li)分別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代表(biao)乳液(ye)凝膠(jiao)的黏附性。上述(shu)結(jié)果(guo)表明，菊粉含量(liang)越高(gao)的乳液越易吞(tun)咽。這一發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果分(fen)析一(yi)致，說(shuo)明隨(sui)著菊粉(fen)含量增加，乳液(ye)凝膠體系變(bian)得更加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打(da)印產(chǎn)品的(de)硬度并未(wei)隨鹽濃(nong)度的增加而發(fā)(fa)生顯著(zhu)變化(hua)。然而，打印產(chǎn)品(pin)的黏附性卻隨(sui)著鹽濃(nong)度的(de)升高而(er)逐漸增強。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和(he) PB5 的最大負力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一結(jié)果(guo)與流變儀分(fen)析得出的結(jié)(jie)論相悖 —— 流變儀(yi)分析顯示，鹽的(de)添加會導致(zhi)乳液凝膠的(de)黏度和(he)儲能模量(liang)（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較小，無(wu)法像大型多糖(tang)分子那樣形成(cheng)堅固的三維(wei)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。因此(ci)，蔗糖(tang)的添加對(dui)乳液(ye)凝膠的(de)流變學特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響甚微。結(jié)(jie)果，添(tian)加了(le)蔗糖的打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)儀(yi)測試結(jié)果(guo)中未表現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有不(bu)同含量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗糖(tang)（c）的3D打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)

參考文(wen)獻：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。