近日，仲(zhong)愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guó)際(ji)食品期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大(da)類(lèi)一區(qū)，IF：7）發(fā)表(biao)了題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究(jiu)論文。在該論文(wen)中，研究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)(ce)定3D打印乳液(ye)凝膠的硬度和(he)粘附性等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一種(zhong)益生元，也(ye)是乳液凝(ning)膠的(de)有效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良劑(ji)，對(duì)于咀嚼能力(li)下降的消費(fèi)(fei)者具(ju)有重要商(shang)業(yè)價(jià)值(zhi)。本研究(jiu)評(píng)估了菊粉(fen)對(duì) 3D 打印(yin)乳液凝膠的打(da)印精度(du)、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和(he)感官品質(zhì)的(de)影響。研究成(cheng)功開(kāi)發(fā)出一(yi)種基(ji)于菊粉的乳液(ye)凝膠(jiao)，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)具(ju)有理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷凍穩(wěn)(wen)定性。流變學(xué)分析顯(xian)示，隨著菊(ju)粉含量的增加(jia)，凝膠的(de)彈性顯著提(ti)升。在頻率掃描(miao)中，儲(chǔ)能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含量(liang) 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在(zai)振蕩(dang)掃描中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸變性(xing)測(cè)試表明，無(wú)鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)(chu)能模量（G′）和黏(nian)度最高。溫度(du)掃描顯示(shi)，在 - 18°C 時(shí)凝膠的模(mo)量達(dá)到(dao)峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉凝(ning)膠解凍后的 G′僅(jin)下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的 G′下(xia)降了 76%，這證(zheng)實(shí)高(gao)菊粉含量的凝(ning)膠具有(you)更好的(de)凍融穩(wěn)定性(xing)。電子鼻(bi)檢測(cè)和(he)感官(guan)評(píng)價(jià)表(biao)明，菊粉含量越(yue)高，茶籽油的(de)特征氣味(wei)越淡。相關(guān)性(xing)分析顯示，硬度(du)與脂肪感和順(shun)滑感等(deng)感官屬性(xing)呈負(fù)相關(guān)，這(zhe)凸顯了儀(yi)器測(cè)量結(jié)(jie)果對(duì) 3D 打(da)印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的(de)預(yù)測(cè)價(jià)值(zhi)。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試(shi)能夠模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)(xian)乳液在口腔(qiang)加工過(guò)程中(zhong)的行為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特(te)性提(ti)供有價(jià)(jia)值的見(jiàn)(jian)解。3D 打印乳(ru)液凝膠(jiao)產(chǎn)品的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)(jie)果如圖3所(suo)示。不出所(suo)料，打印(yin)產(chǎn)品的硬度(du)隨菊(ju)粉含(han)量的增加(jia)而成比例上(shang)升。圖 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝膠(jiao)硬度最高，測(cè)(ce)得值為 108 gf，而(er)配方 PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(chǎn)品硬(ying)度值分別(bie)為 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代(dai)表乳(ru)液凝膠的黏附(fu)性。上述結(jié)果表(biao)明，菊粉(fen)含量越高的(de)乳液越易(yi)吞咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印(yin)結(jié)果(guo)分析一致，說(shuō)明(ming)隨著菊粉含(han)量增加，乳液(ye)凝膠體系變得(de)更加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯示，打印(yin)產(chǎn)品的硬度并(bing)未隨鹽濃度(du)的增加而發(fā)生(sheng)顯著變(bian)化。然而，打印(yin)產(chǎn)品的(de)黏附性卻隨著(zhe)鹽濃度(du)的升高而逐漸(jian)增強(qiáng)(qiang)。具體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負(fù)力(li)分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)果與(yu)流變(bian)儀分(fen)析得出(chu)的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變儀(yi)分析(xi)顯示，鹽(yan)的添加會(huì)(hui)導(dǎo)致乳液凝膠(jiao)的黏(nian)度和儲(chǔ)能模(mo)量（G′）下降。

由于蔗(zhe)糖分(fen)子體積較(jiao)小，無(wú)法(fa)像大型多(duo)糖分子那(na)樣形成(cheng)堅(jiān)固(gu)的三維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的添(tian)加對(duì)乳(ru)液凝膠的流(liu)變學(xué)(xue)特性和(he)結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性(xing)影響甚微。結(jié)果(guo)，添加(jia)了蔗糖(tang)的打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)試結(jié)(jie)果中未表現(xiàn)出(chu)顯著(zhu)差異。

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

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。