近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院研(yan)究人員在國(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)(fa)表了題為(wei)"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論(lun)文。在該(gai)論文中，研究人(ren)員利用(yong)上海騰拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定3D打(da)印乳液凝膠的(de)硬度和粘(zhan)附性等指標(biāo)。

菊粉是(shi)一種益生(sheng)元，也是乳液(ye)凝膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改良劑，對(dui)于咀嚼(jue)能力下降的(de)消費者(zhe)具有重要商(shang)業(yè)價(jia)值。本研(yan)究評估(gu)了菊粉對 3D 打(da)印乳液凝膠的(de)打印精度(du)、結(jié)構(gòu)完整性和(he)感官品質(zhì)的(de)影響。研究(jiu)成功開發(fā)(fa)出一種基于菊(ju)粉的乳液凝膠(jiao)，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理(li)想的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變學(xué)分(fen)析顯示，隨(sui)著菊粉含量(liang)的增加，凝膠(jiao)的彈性顯(xian)著提(ti)升。在(zai)頻率掃描中，儲(chu)能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描(miao)中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸(chu)變性(xing)測試表明，無(wu)鹽凝膠的儲(chu)能模量（G′）和黏度(du)最高(gao)。溫度掃(sao)描顯示，在 - 18°C 時(shi)凝膠的模量達(da)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注(zhu)意的是，20% 菊粉凝(ning)膠解凍(dong)后的(de) G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的(de) G′下降了 76%，這(zhe)證實高菊粉(fen)含量的凝膠具(ju)有更好(hao)的凍融穩(wěn)(wen)定性。電(dian)子鼻檢測和(he)感官評價(jia)表明，菊粉(fen)含量(liang)越高，茶(cha)籽油(you)的特(te)征氣味越淡。相(xiang)關(guān)性分析(xi)顯示，硬(ying)度與脂肪感(gan)和順(shun)滑感等感(gan)官屬性呈(cheng)負相(xiang)關(guān)，這凸(tu)顯了儀器測(ce)量結(jié)果對 3D 打印(yin)食品感官(guan)質(zhì)構(gòu)的(de)預(yù)測(ce)價值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進行(xing)測試能夠模擬(ni)并直觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在(zai)口腔加(jia)工過程中(zhong)的行為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性提供(gong)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(ce)試結(jié)果如圖3所(suo)示。不出所(suo)料，打印產(chǎn)品的(de)硬度隨菊(ju)粉含量的增(zeng)加而成比(bi)例上(shang)升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳(ru)液凝膠(jiao)硬度最高，測得(de)值為 108 gf，而(er)配方 PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(chǎn)品硬(ying)度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示 PC4、PC3 和(he) PC2 的最大負(fu)力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)(shu)值代(dai)表乳液(ye)凝膠的黏(nian)附性。上述(shu)結(jié)果表明(ming)，菊粉(fen)含量越高的乳(ru)液越(yue)易吞(tun)咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印結(jié)(jie)果分(fen)析一(yi)致，說明隨著(zhe)菊粉含(han)量增加，乳液(ye)凝膠體系(xi)變得(de)更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品的硬(ying)度并未隨(sui)鹽濃度的(de)增加而發(fā)(fa)生顯著變化(hua)。然而，打(da)印產(chǎn)品的(de)黏附(fu)性卻隨著(zhe)鹽濃度(du)的升高而逐(zhu)漸增強(qiang)。具體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負(fu)力分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一結(jié)果與流(liu)變儀分(fen)析得出的(de)結(jié)論(lun)相悖(bei) —— 流變儀分析顯(xian)示，鹽的添(tian)加會導(dǎo)致乳液(ye)凝膠(jiao)的黏度和儲能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較小(xiao)，無法像大(da)型多糖分(fen)子那樣(yang)形成堅固的(de)三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此(ci)，蔗糖(tang)的添加對乳液(ye)凝膠的流變(bian)學(xué)特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性影(ying)響甚微(wei)。結(jié)果，添加(jia)了蔗(zhe)糖的(de)打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(ce)試結(jié)果中未(wei)表現(xiàn)出(chu)顯著差異。

圖3 含有不同(tong)含量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印(yin)乳液凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)

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