近日(ri)，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)院(yuan)研究(jiu)人員在國(guó)際(ji)食品期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科院大類(lei)一區(qū)，IF：7）發(fā)表了題(ti)為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論(lun)文。在該論(lun)文中(zhong)，研究人員利用(yong)上海(hai)騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用(yong)于測(cè)定3D打(da)印乳液凝膠的(de)硬度和粘(zhan)附性等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一種(zhong)益生元，也是乳(ru)液凝膠(jiao)的有(you)效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良劑(ji)，對(duì)于咀嚼能力(li)下降的消(xiao)費(fèi)者具有(you)重要商(shang)業(yè)價(jià)值。本(ben)研究評(píng)估了(le)菊粉(fen)對(duì) 3D 打印乳(ru)液凝膠的打(da)印精度、結(jié)構(gòu)完(wan)整性和感官品(pin)質(zhì)的(de)影響。研究成(cheng)功開(kāi)(kai)發(fā)出一種基于(yu)菊粉的(de)乳液(ye)凝膠，該(gai)凝膠(jiao)在 - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)具(ju)有理想的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變學(xué)分析(xi)顯示，隨(sui)著菊(ju)粉含(han)量的增加，凝膠(jiao)的彈性顯著(zhu)提升。在(zai)頻率掃描中，儲(chǔ)(chu)能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸(chu)變性(xing)測(cè)試(shi)表明，無(wú)鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)能模(mo)量（G′）和黏(nian)度最高。溫(wen)度掃描(miao)顯示，在 - 18°C 時(shí)(shi)凝膠的模(mo)量達(dá)(da)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊粉(fen)凝膠解凍后的(de) G′僅下降 65%，而 6.7% 菊(ju)粉凝膠的(de) G′下降了 76%，這(zhe)證實(shí)高菊粉(fen)含量(liang)的凝膠具(ju)有更(geng)好的(de)凍融穩(wěn)定(ding)性。電子(zi)鼻檢測(cè)和感(gan)官評(píng)價(jià)表明(ming)，菊粉含(han)量越高，茶籽油(you)的特(te)征氣(qi)味越淡。相關(guān)(guan)性分(fen)析顯(xian)示，硬度與(yu)脂肪感(gan)和順滑(hua)感等感官屬性(xing)呈負(fù)相關(guān)(guan)，這凸顯了儀器(qi)測(cè)量(liang)結(jié)果對(duì) 3D 打印(yin)食品感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測(cè)(ce)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)進(jìn)行測(cè)(ce)試能夠(gou)模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳(ru)液在口腔加工(gong)過(guò)程(cheng)中的(de)行為，為 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)提供有(you)價(jià)值的見(jiàn)解(jie)。3D 打印乳液(ye)凝膠產(chǎn)品(pin)的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果(guo)如圖3所示。不出(chu)所料，打印(yin)產(chǎn)品的硬度(du)隨菊粉含(han)量的增(zeng)加而成(cheng)比例上升。圖(tu) 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液(ye)凝膠硬度最(zui)高，測(cè)得值為(wei) 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度(du)值分別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的最大負(fù)(fu)力分別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)值(zhi)代表(biao)乳液凝膠的(de)黏附性。上述(shu)結(jié)果表明(ming)，菊粉含量越(yue)高的(de)乳液越(yue)易吞咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印結(jié)果(guo)分析一致(zhi)，說(shuō)明隨著菊粉(fen)含量增加，乳(ru)液凝膠體(ti)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)(fa)生顯著變化(hua)。然而，打印產(chǎn)(chan)品的黏附(fu)性卻隨著(zhe)鹽濃度的(de)升高而(er)逐漸增強(qiáng)。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)(fu)力分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這(zhe)一結(jié)果與(yu)流變儀分析(xi)得出的(de)結(jié)論相悖(bei) —— 流變(bian)儀分析顯(xian)示，鹽的(de)添加(jia)會(huì)導(dǎo)致(zhi)乳液凝膠的黏(nian)度和儲(chǔ)能模量(liang)（G′）下降(jiang)。

由于蔗(zhe)糖分子體(ti)積較小，無(wú)(wu)法像大型多(duo)糖分子(zi)那樣(yang)形成堅(jiān)固的三(san)維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖(tang)的添加對(duì)乳(ru)液凝(ning)膠的流(liu)變學(xué)特(te)性和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響甚微。結(jié)(jie)果，添加了蔗(zhe)糖的打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)(jie)果中未(wei)表現(xiàn)出顯著差(cha)異。

圖3 含(han)有不(bu)同含(han)量菊粉（a）、鹽（b）和(he)蔗糖（c）的3D打印(yin)乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)

參考文(wen)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。