近日，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中科(ke)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(yuan)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(jiao)的硬(ying)度和(he)粘附性等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一(yi)種益生元，也是(shi)乳液(ye)凝膠的有(you)效質(zhì)構(gòu)改(gai)良劑，對于(yu)咀嚼能力下(xia)降的(de)消費(fei)者具有重(zhong)要商(shang)業(yè)價值。本研(yan)究評估了菊粉(fen)對 3D 打(da)印乳液凝膠的(de)打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和感(gan)官品質(zhì)的影(ying)響。研究成功開(kai)發(fā)出一種基于(yu)菊粉的乳(ru)液凝膠，該凝膠(jiao)在 - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理想(xiang)的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變(bian)學(xué)分析顯示(shi)，隨著菊粉含(han)量的增加(jia)，凝膠的彈(dan)性顯著(zhu)提升(sheng)。在頻(pin)率掃(sao)描中，儲能模量(liang)（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上(shang)升至 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量 20%）；在(zai)振蕩掃(sao)描中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性測(ce)試表明，無鹽(yan)凝膠的儲能(neng)模量（G′）和(he)黏度最(zui)高。溫度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時凝膠(jiao)的模量達(da)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注(zhu)意的(de)是，20% 菊粉(fen)凝膠解凍(dong)后的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉(fen)凝膠的 G′下降了(le) 76%，這證實高(gao)菊粉(fen)含量的凝膠(jiao)具有更好(hao)的凍(dong)融穩(wěn)(wen)定性。電子鼻(bi)檢測和感官(guan)評價表明，菊(ju)粉含量越高(gao)，茶籽油(you)的特征(zheng)氣味越淡(dan)。相關(guān)(guan)性分析顯(xian)示，硬度與脂肪(fang)感和順滑感等(deng)感官屬性呈負(fu)相關(guān)(guan)，這凸顯了儀(yi)器測(ce)量結(jié)果對 3D 打(da)印食品(pin)感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的(de)預(yù)測價(jia)值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進行測試(shi)能夠模擬(ni)并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳(ru)液在口腔加工(gong)過程(cheng)中的行(xing)為，為 3D 打印乳液(ye)凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性提(ti)供有(you)價值(zhi)的見解。3D 打印乳(ru)液凝膠(jiao)產(chǎn)品的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)(jie)果如圖3所(suo)示。不出所(suo)料，打(da)印產(chǎn)(chan)品的硬度(du)隨菊粉(fen)含量的增加(jia)而成比例(li)上升。圖(tu) 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液(ye)凝膠(jiao)硬度最高(gao)，測得值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(chǎn)品硬度(du)值分別(bie)為 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的最大(da)負力(li)分別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值代表(biao)乳液凝(ning)膠的(de)黏附性。上述結(jié)(jie)果表明，菊粉含(han)量越高的乳(ru)液越易吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)與(yu)打印(yin)結(jié)果分析一(yi)致，說明隨著(zhe)菊粉含量增(zeng)加，乳液凝膠體(ti)系變(bian)得更加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品(pin)的硬度并未隨(sui)鹽濃度的(de)增加而(er)發(fā)生顯(xian)著變化。然(ran)而，打印產(chǎn)品的(de)黏附性(xing)卻隨著鹽濃(nong)度的升高而逐(zhu)漸增強。具(ju)體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負力分(fen)別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)(jie)果與流變(bian)儀分(fen)析得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變(bian)儀分(fen)析顯示，鹽的(de)添加會(hui)導(dǎo)致乳(ru)液凝(ning)膠的黏度和(he)儲能模量（G′）下(xia)降。

由于蔗糖分(fen)子體(ti)積較(jiao)小，無法像大型(xing)多糖分子那樣(yang)形成堅固(gu)的三維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)。因此(ci)，蔗糖的添加(jia)對乳(ru)液凝膠的流變(bian)學(xué)特(te)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響甚微(wei)。結(jié)果，添(tian)加了蔗糖(tang)的打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試(shi)結(jié)果(guo)中未表現(xiàn)出(chu)顯著差異。

圖3 含有(you)不同含量菊粉(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。