近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guo)際食品(pin)期刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一(yi)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(yan)究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定3D打(da)印乳液凝膠(jiao)的硬度(du)和粘附(fu)性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是(shi)一種益生元(yuan)，也是乳液凝膠(jiao)的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改良劑，對(duì)(dui)于咀嚼(jue)能力下(xia)降的消(xiao)費(fèi)者具有重(zhong)要商業(yè)價(jià)值。本(ben)研究評(píng)估了菊(ju)粉對(duì) 3D 打印乳液(ye)凝膠的打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)(gou)完整性和(he)感官品(pin)質(zhì)的影響。研(yan)究成(cheng)功開發(fā)出一種(zhong)基于菊粉的乳(ru)液凝膠，該凝(ning)膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具有(you)理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)(wen)定性。流變(bian)學(xué)分(fen)析顯示，隨(sui)著菊粉(fen)含量的(de)增加，凝膠的(de)彈性顯(xian)著提升。在(zai)頻率掃描中(zhong)，儲(chǔ)能模(mo)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 20%）；在振(zhen)蕩掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻率和觸變(bian)性測試(shi)表明，無鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)能模(mo)量（G′）和黏(nian)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)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉凝膠解(jie)凍后的 G′僅(jin)下降 65%，而 6.7% 菊粉(fen)凝膠的 G′下降(jiang)了 76%，這證(zheng)實(shí)高菊(ju)粉含(han)量的凝膠具有(you)更好(hao)的凍融(rong)穩(wěn)定性。電子鼻(bi)檢測(ce)和感官評(píng)價(jià)表(biao)明，菊粉含量越(yue)高，茶籽油的(de)特征氣味越淡(dan)。相關(guān)性分析(xi)顯示，硬度(du)與脂肪感(gan)和順滑感(gan)等感官屬(shu)性呈負(fù)(fu)相關(guān)(guan)，這凸(tu)顯了儀(yi)器測(ce)量結(jié)果對(duì) 3D 打(da)印食品感(gan)官質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測試(shi)能夠模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳(ru)液在口腔加工(gong)過程(cheng)中的行為，為 3D 打(da)印乳液凝(ning)膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性提供(gong)有價(jià)(jia)值的見解(jie)。3D 打印乳液凝膠(jiao)產(chǎn)品(pin)的質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測試(shi)結(jié)果如圖3所(suo)示。不出(chu)所料，打印產(chǎn)品(pin)的硬度(du)隨菊粉含量(liang)的增加而(er)成比例(li)上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液凝(ning)膠硬度最高，測(ce)得值為 108 gf，而配方(fang) PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度值(zhi)分別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大(da)負(fù)力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)(shu)值代表乳液凝(ning)膠的黏附性。上(shang)述結(jié)果表(biao)明，菊粉含量越(yue)高的(de)乳液越易吞咽(yan)。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)果(guo)分析一致，說明(ming)隨著菊粉含量(liang)增加，乳液(ye)凝膠體系變得(de)更加穩(wěn)定(ding)。

圖 3（b）顯示，打印產(chǎn)(chan)品的硬度并(bing)未隨鹽濃度(du)的增(zeng)加而發(fā)生顯著(zhu)變化。然而，打(da)印產(chǎn)(chan)品的黏附性(xing)卻隨(sui)著鹽(yan)濃度的升高而(er)逐漸增強(qiáng)(qiang)。具體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大(da)負(fù)力分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一(yi)結(jié)果與流(liu)變儀分析得出(chu)的結(jié)論相悖(bei) —— 流變儀分(fen)析顯示，鹽的添(tian)加會(huì)導(dǎo)致乳(ru)液凝膠的黏(nian)度和儲(chǔ)(chu)能模量(liang)（G′）下降。

由于(yu)蔗糖分(fen)子體積較(jiao)小，無法像大型(xing)多糖分子那樣(yang)形成堅(jiān)(jian)固的三維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加對(duì)乳液凝(ning)膠的(de)流變學(xué)特性和(he)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響(xiang)甚微。結(jié)果，添加(jia)了蔗糖(tang)的打(da)印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)(jie)果中未表現(xiàn)(xian)出顯著差異。

圖3 含有不同含(han)量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印乳液(ye)凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)

參考文(wen)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。