近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院(yuan)研究(jiu)人員在國際(ji)食品期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科院大類一(yi)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(jiu)論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(ce)定3D打印乳液凝(ning)膠的(de)硬度和粘附(fu)性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是一種益(yi)生元，也是(shi)乳液凝膠的有(you)效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良劑，對(dui)于咀嚼能(neng)力下降(jiang)的消費者具有(you)重要商業(yè)(ye)價值。本研究(jiu)評估了(le)菊粉對 3D 打印乳(ru)液凝膠的打印(yin)精度(du)、結(jié)構(gòu)完(wan)整性和感官品(pin)質(zhì)的(de)影響。研究成(cheng)功開發(fā)出(chu)一種基于菊粉(fen)的乳液凝(ning)膠，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具有理想(xiang)的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷凍穩(wěn)(wen)定性。流變學(xué)分(fen)析顯示，隨著(zhe)菊粉含(han)量的增加(jia)，凝膠的彈性(xing)顯著提升。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲能(neng)模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振蕩(dang)掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸(chu)變性測試表(biao)明，無鹽凝(ning)膠的儲能(neng)模量（G′）和黏(nian)度最高。溫(wen)度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時凝膠(jiao)的模量達(dá)(da)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得(de)注意的是，20% 菊粉(fen)凝膠(jiao)解凍(dong)后的 G′僅(jin)下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊(ju)粉凝膠的 G′下(xia)降了 76%，這證實高(gao)菊粉含量(liang)的凝膠(jiao)具有(you)更好的凍融(rong)穩(wěn)定性。電子(zi)鼻檢測(ce)和感官(guan)評價(jia)表明，菊(ju)粉含量越高(gao)，茶籽油的特征(zheng)氣味越淡(dan)。相關(guān)性分析顯(xian)示，硬(ying)度與脂肪感和(he)順滑感等(deng)感官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這(zhe)凸顯了儀器(qi)測量結(jié)果對 3D 打(da)印食品(pin)感官(guan)質(zhì)構(gòu)的預(yù)測(ce)價值(zhi)。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(ce)試能夠模擬并(bing)直觀呈現(xiàn)乳液(ye)在口腔(qiang)加工過(guo)程中(zhong)的行為，為(wei) 3D 打印乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)(gou)特性提供有(you)價值(zhi)的見解。3D 打印乳(ru)液凝膠產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)果如圖(tu)3所示(shi)。不出所料(liao)，打印產(chǎn)品的硬(ying)度隨菊粉含(han)量的增加而成(cheng)比例上升。圖(tu) 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝膠硬度最(zui)高，測得值為(wei) 108 gf，而配方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(chǎn)品硬(ying)度值分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)(shu)值代(dai)表乳(ru)液凝(ning)膠的黏附性。上(shang)述結(jié)果表(biao)明，菊粉(fen)含量(liang)越高(gao)的乳液(ye)越易吞咽(yan)。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印(yin)結(jié)果分析一致(zhi)，說明隨著菊粉(fen)含量增加，乳(ru)液凝(ning)膠體(ti)系變(bian)得更(geng)加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯示(shi)，打印(yin)產(chǎn)品(pin)的硬度并未隨(sui)鹽濃度的增加(jia)而發(fā)生顯著(zhu)變化。然而，打(da)印產(chǎn)品的黏(nian)附性卻隨著鹽(yan)濃度的升高(gao)而逐漸增強。具(ju)體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和(he) PB5 的最大負(fù)力(li)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(chu)的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變(bian)儀分析顯(xian)示，鹽的(de)添加會導(dǎo)(dao)致乳液凝(ning)膠的黏度和(he)儲能模量(liang)（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較(jiao)小，無法像大(da)型多(duo)糖分子那樣形(xing)成堅固的(de)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)(jie)構(gòu)。因此(ci)，蔗糖的添加(jia)對乳液凝膠的(de)流變學(xué)特性(xing)和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性影響甚(shen)微。結(jié)果，添加(jia)了蔗糖(tang)的打(da)印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)構(gòu)儀(yi)測試結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)出(chu)顯著(zhu)差異。

圖3 含(han)有不(bu)同含量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和蔗糖(tang)（c）的3D打(da)印乳液(ye)凝膠的(de)質(zhì)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。