近日，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xue)院研究人員(yuan)在國際食品(pin)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(jiu)論文。在該論文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定3D打印(yin)乳液凝膠(jiao)的硬度和(he)粘附性等指標(biao)。

菊粉是一(yi)種益(yi)生元，也(ye)是乳液凝膠(jiao)的有效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑(ji)，對于咀嚼(jue)能力下降(jiang)的消費者具(ju)有重要商業(yè)(ye)價值。本研(yan)究評估了菊(ju)粉對 3D 打印(yin)乳液凝膠的(de)打印精度、結(jié)(jie)構(gòu)完整(zheng)性和感(gan)官品(pin)質(zhì)的影(ying)響。研究成功開(kai)發(fā)出(chu)一種基(ji)于菊粉(fen)的乳液凝膠(jiao)，該凝膠在 - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具(ju)有理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷凍穩(wěn)(wen)定性(xing)。流變(bian)學分(fen)析顯示(shi)，隨著菊粉含量(liang)的增加，凝膠的(de)彈性(xing)顯著(zhu)提升。在頻率掃(sao)描中，儲能(neng)模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量 20%）；在(zai)振蕩掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性(xing)測試(shi)表明，無鹽(yan)凝膠的(de)儲能模量（G′）和黏(nian)度最高。溫度(du)掃描顯示，在 - 18°C 時(shi)凝膠的(de)模量達到峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注(zhu)意的(de)是，20% 菊粉凝膠(jiao)解凍后的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降了 76%，這證(zheng)實高菊(ju)粉含(han)量的凝膠(jiao)具有更好的凍(dong)融穩(wěn)定(ding)性。電(dian)子鼻檢測和(he)感官評價表明(ming)，菊粉含量越高(gao)，茶籽油的特征(zheng)氣味越淡。相關(guān)(guan)性分析(xi)顯示，硬度與(yu)脂肪感和順(shun)滑感等(deng)感官屬性呈(cheng)負相關(guān)，這凸(tu)顯了(le)儀器測(ce)量結(jié)果(guo)對 3D 打印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的預(yu)測價值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jin)行測試(shi)能夠模擬(ni)并直觀呈現(xiàn)(xian)乳液(ye)在口腔(qiang)加工過程(cheng)中的行為，為 3D 打(da)印乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)提供(gong)有價值(zhi)的見解。3D 打印(yin)乳液(ye)凝膠產(chǎn)品的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試結(jié)果(guo)如圖3所示。不(bu)出所料，打印(yin)產(chǎn)品的(de)硬度隨菊(ju)粉含量(liang)的增加而成比(bi)例上(shang)升。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝(ning)膠硬(ying)度最高，測得(de)值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(chǎn)(chan)品硬度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此(ci)外，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負力(li)分別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代表乳(ru)液凝(ning)膠的黏(nian)附性。上述結(jié)果(guo)表明，菊(ju)粉含(han)量越(yue)高的(de)乳液越易(yi)吞咽。這一(yi)發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果分析(xi)一致，說(shuo)明隨著菊粉含(han)量增加，乳液凝(ning)膠體系變得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)(chan)品的硬度并未(wei)隨鹽濃度的(de)增加而(er)發(fā)生顯著變(bian)化。然而(er)，打印產(chǎn)品(pin)的黏附性(xing)卻隨著鹽(yan)濃度的升高(gao)而逐漸增(zeng)強。具體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)(jie)果與流變(bian)儀分析(xi)得出的結(jié)論(lun)相悖(bei) —— 流變儀分析(xi)顯示，鹽的(de)添加會導(dao)致乳液凝(ning)膠的(de)黏度(du)和儲(chu)能模(mo)量（G′）下降(jiang)。

由于蔗糖分子(zi)體積較小，無法(fa)像大(da)型多糖分子(zi)那樣形成(cheng)堅固的三(san)維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)(gou)。因此，蔗糖的(de)添加對乳(ru)液凝膠的(de)流變學特性和(he)結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性(xing)影響甚微。結(jié)(jie)果，添加(jia)了蔗(zhe)糖的(de)打印(yin)產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(ce)試結(jié)(jie)果中未表(biao)現(xiàn)出顯著差異(yi)。

圖3 含有不(bu)同含(han)量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印乳液凝(ning)膠的質(zhì)構(gòu)

參考文獻(xian)：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。