近日，仲愷(kai)農(nóng)業(yè)工(gong)程學(xué)院研(yan)究人員在國(guó)(guo)際食品期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)表了題為(wei)"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論文。在該(gai)論文中，研究人(ren)員利(li)用上(shang)海騰(teng)拔Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定3D打印(yin)乳液凝膠的(de)硬度和粘附(fu)性等指標(biāo)。

菊粉是(shi)一種益生元(yuan)，也是乳液凝膠(jiao)的有效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑，對(duì)于(yu)咀嚼能力下降(jiang)的消費(fèi)(fei)者具有重要(yao)商業(yè)(ye)價(jià)值。本研究(jiu)評(píng)估了菊粉對(duì)(dui) 3D 打印乳液凝膠(jiao)的打印精(jing)度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性和(he)感官品質(zhì)(zhi)的影響。研(yan)究成功開發(fā)(fa)出一(yi)種基于菊粉(fen)的乳液(ye)凝膠，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍(wei)內(nèi)具有(you)理想的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍穩(wěn)(wen)定性(xing)。流變學(xué)分析(xi)顯示，隨著菊(ju)粉含量(liang)的增加，凝(ning)膠的彈(dan)性顯(xian)著提升。在(zai)頻率掃描(miao)中，儲(chǔ)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(zhen)蕩掃(sao)描中，G′從 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率和觸變(bian)性測(cè)(ce)試表明(ming)，無(wú)鹽凝膠的儲(chǔ)(chu)能模量(liang)（G′）和黏度最高。溫(wen)度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)凝膠的(de)模量(liang)達(dá)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊(ju)粉凝膠解凍(dong)后的 G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的 G′下(xia)降了(le) 76%，這證(zheng)實(shí)高菊粉(fen)含量(liang)的凝膠(jiao)具有更好的凍(dong)融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢(jian)測(cè)和感官評(píng)價(jià)(jia)表明，菊(ju)粉含量(liang)越高(gao)，茶籽油的特(te)征氣味(wei)越淡。相關(guān)性分(fen)析顯示，硬(ying)度與(yu)脂肪(fang)感和(he)順滑感等感官(guan)屬性(xing)呈負(fù)(fu)相關(guān)，這凸顯了(le)儀器測(cè)量(liang)結(jié)果對(duì)(dui) 3D 打印食品感官(guan)質(zhì)構(gòu)的(de)預(yù)測(cè)(ce)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試(shi)能夠模(mo)擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳液(ye)在口(kou)腔加工(gong)過程中的(de)行為，為(wei) 3D 打印乳液(ye)凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)提供有(you)價(jià)值的見解。3D 打(da)印乳液凝膠(jiao)產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀(yi)測(cè)試結(jié)(jie)果如圖3所示。不(bu)出所料，打印(yin)產(chǎn)品(pin)的硬度隨(sui)菊粉含(han)量的增加而(er)成比例(li)上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳液凝膠硬(ying)度最高，測(cè)得(de)值為 108 gf，而配方(fang) PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的(de)產(chǎn)品硬度值分(fen)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)值代表(biao)乳液凝膠的黏(nian)附性(xing)。上述結(jié)果表明(ming)，菊粉(fen)含量越高的(de)乳液越易(yi)吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)與打(da)印結(jié)(jie)果分析一致(zhi)，說(shuō)明隨著菊(ju)粉含量增加，乳(ru)液凝膠體(ti)系變得更加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯示(shi)，打印產(chǎn)品的(de)硬度(du)并未隨(sui)鹽濃度的(de)增加而(er)發(fā)生(sheng)顯著變化。然而(er)，打印產(chǎn)品的黏(nian)附性(xing)卻隨著鹽濃度(du)的升高(gao)而逐漸增(zeng)強(qiáng)。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大負(fù)(fu)力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這(zhe)一結(jié)果與流(liu)變儀分析(xi)得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變儀(yi)分析顯(xian)示，鹽的添(tian)加會(huì)導(dǎo)致乳(ru)液凝膠(jiao)的黏度和(he)儲(chǔ)能模量（G′）下(xia)降。

由于蔗糖(tang)分子體(ti)積較小，無(wú)(wu)法像大(da)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)。因(yin)此，蔗糖(tang)的添加對(duì)乳(ru)液凝(ning)膠的流變學(xué)特(te)性和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響甚(shen)微。結(jié)(jie)果，添加了蔗糖(tang)的打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)(jie)果中(zhong)未表現(xiàn)(xian)出顯著差異(yi)。

圖3 含有不(bu)同含量(liang)菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的3D打(da)印乳液凝(ning)膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)

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。