近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)工(gong)程學(xué)院研(yan)究人員在(zai)國(guó)際食(shi)品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一區(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(jiu)論文。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)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(yi)種益生元，也(ye)是乳液(ye)凝膠的(de)有效質(zhì)構(gòu)改(gai)良劑，對(duì)(dui)于咀嚼能(neng)力下降的(de)消費(fèi)者(zhe)具有重要商(shang)業(yè)價(jià)值。本(ben)研究評(píng)估(gu)了菊粉(fen)對(duì) 3D 打(da)印乳液凝膠(jiao)的打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和(he)感官品質(zhì)的影(ying)響。研(yan)究成功開發(fā)(fa)出一種(zhong)基于菊(ju)粉的乳液凝膠(jiao)，該凝膠在 - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具有(you)理想的質(zhì)構(gòu)和(he)冷凍(dong)穩(wěn)定性。流變學(xué)分析顯(xian)示，隨著菊粉(fen)含量的增加，凝(ning)膠的彈(dan)性顯著提升。在(zai)頻率掃描中，儲(chǔ)(chu)能模量（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(dang)掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸(chu)變性測(cè)(ce)試表明，無(wu)鹽凝膠的儲(chǔ)(chu)能模量（G′）和黏(nian)度最高。溫(wen)度掃(sao)描顯示，在 - 18°C 時(shí)凝(ning)膠的模量達(dá)(da)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是，20% 菊粉凝(ning)膠解(jie)凍后的 G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉凝(ning)膠的 G′下降(jiang)了 76%，這證實(shí)高菊(ju)粉含量的凝(ning)膠具(ju)有更好的(de)凍融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢測(cè)(ce)和感官(guan)評(píng)價(jià)表(biao)明，菊粉含量(liang)越高(gao)，茶籽油(you)的特征(zheng)氣味越淡(dan)。相關(guān)性分析(xi)顯示(shi)，硬度(du)與脂肪(fang)感和(he)順滑(hua)感等(deng)感官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這凸(tu)顯了儀器測(cè)量(liang)結(jié)果對(duì) 3D 打(da)印食品感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的預(yù)測(cè)(ce)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀進(jìn)行測(cè)試(shi)能夠模擬并直(zhi)觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在(zai)口腔(qiang)加工過程中(zhong)的行為，為(wei) 3D 打印乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特(te)性提供有(you)價(jià)值的見(jian)解。3D 打印乳液凝(ning)膠產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)(ce)試結(jié)果如圖(tu)3所示。不出(chu)所料，打(da)印產(chǎn)品的硬度(du)隨菊粉含(han)量的增(zeng)加而成比例(li)上升(sheng)。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊粉的乳液(ye)凝膠硬度最高(gao)，測(cè)得值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)品(pin)硬度值分(fen)別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負(fù)(fu)力分別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值代(dai)表乳液凝(ning)膠的黏附性(xing)。上述(shu)結(jié)果表明(ming)，菊粉(fen)含量(liang)越高的(de)乳液越易吞(tun)咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果分(fen)析一致，說明(ming)隨著(zhe)菊粉含量增加(jia)，乳液凝膠體系(xi)變得更(geng)加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品的硬(ying)度并(bing)未隨鹽(yan)濃度的增加(jia)而發(fā)(fa)生顯著變化(hua)。然而，打(da)印產(chǎn)品(pin)的黏附性卻(que)隨著鹽濃度的(de)升高而逐(zhu)漸增強(qiáng)(qiang)。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)力分(fen)別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果(guo)與流變儀分(fen)析得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變儀分(fen)析顯示(shi)，鹽的添(tian)加會(huì)導(dǎo)(dao)致乳液凝(ning)膠的黏(nian)度和儲(chǔ)能模量(liang)（G′）下降。

由于蔗糖(tang)分子體積(ji)較小(xiao)，無法像(xiang)大型多糖(tang)分子那樣(yang)形成堅(jiān)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(gou)。因此，蔗(zhe)糖的添加對(duì)乳(ru)液凝膠的流變(bian)學(xué)特性和結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性影響(xiang)甚微(wei)。結(jié)果，添(tian)加了蔗糖的(de)打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)(jie)果中未表(biao)現(xiàn)出顯(xian)著差異。

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

參考(kao)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。