近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)工(gong)程學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國際食品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大類一(yi)區(qū)，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(lun)文。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利(li)用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定3D打印(yin)乳液凝膠的(de)硬度(du)和粘附性(xing)等指(zhi)標(biāo)。

菊粉(fen)是一種益(yi)生元，也(ye)是乳液(ye)凝膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改良劑(ji)，對于咀嚼能(neng)力下降的(de)消費(fei)者具有(you)重要商(shang)業(yè)價值。本(ben)研究(jiu)評估了菊(ju)粉對 3D 打印(yin)乳液凝膠的打(da)印精度、結(jié)構(gòu)完(wan)整性(xing)和感官(guan)品質(zhì)的影響。研(yan)究成功(gong)開發(fā)出一種基(ji)于菊粉的(de)乳液凝膠，該凝(ning)膠在 - 18°C 至 25°C 范圍(wei)內(nèi)具有(you)理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性。流變學(xué)分(fen)析顯示(shi)，隨著菊(ju)粉含量的(de)增加，凝(ning)膠的彈(dan)性顯(xian)著提升。在頻(pin)率掃描中，儲(chu)能模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量(liang) 20%）；在振蕩掃描(miao)中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性測試(shi)表明，無鹽凝(ning)膠的儲(chu)能模(mo)量（G′）和黏度(du)最高。溫度掃(sao)描顯示，在(zai) - 18°C 時凝膠的模量(liang)達(dá)到(dao)峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是，20% 菊粉(fen)凝膠(jiao)解凍(dong)后的 G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉(fen)凝膠的 G′下(xia)降了 76%，這(zhe)證實高菊粉(fen)含量的凝膠(jiao)具有更好的凍(dong)融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻(bi)檢測和感官評(ping)價表(biao)明，菊粉含量(liang)越高，茶籽油(you)的特征(zheng)氣味越淡。相(xiang)關(guān)性分析顯示(shi)，硬度與脂肪感(gan)和順滑感(gan)等感官(guan)屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)(guan)，這凸顯了儀器(qi)測量(liang)結(jié)果對(dui) 3D 打印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測(ce)價值。

使用(yong)質(zhì)構(gòu)儀(yi)進(jìn)行測試能夠(gou)模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳液在(zai)口腔加工(gong)過程(cheng)中的行為，為(wei) 3D 打印(yin)乳液(ye)凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)特性提供(gong)有價(jia)值的(de)見解(jie)。3D 打印乳液凝(ning)膠產(chǎn)(chan)品的質(zhì)構(gòu)儀(yi)測試(shi)結(jié)果(guo)如圖3所示。不出(chu)所料(liao)，打印(yin)產(chǎn)品的硬(ying)度隨(sui)菊粉含(han)量的(de)增加而成比例(li)上升。圖 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液(ye)凝膠硬(ying)度最(zui)高，測得值為(wei) 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產(chǎn)(chan)品硬(ying)度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此(ci)外，圖(tu) 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的最大(da)負(fù)力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)值代表(biao)乳液凝膠的黏(nian)附性。上述結(jié)果(guo)表明，菊粉(fen)含量越高的(de)乳液越(yue)易吞(tun)咽。這一發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果分(fen)析一致(zhi)，說明(ming)隨著菊粉含(han)量增(zeng)加，乳(ru)液凝膠體系(xi)變得更(geng)加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯示(shi)，打印產(chǎn)品(pin)的硬度(du)并未隨鹽濃(nong)度的增加而發(fā)(fa)生顯著(zhu)變化。然(ran)而，打印產(chǎn)(chan)品的(de)黏附性卻隨(sui)著鹽濃度的升(sheng)高而逐漸增(zeng)強(qiáng)。具體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大負(fù)(fu)力分別(bie)為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)果(guo)與流變儀(yi)分析得出的(de)結(jié)論(lun)相悖 —— 流變(bian)儀分析顯(xian)示，鹽(yan)的添(tian)加會(hui)導(dǎo)致(zhi)乳液凝膠的黏(nian)度和儲能模(mo)量（G′）下降。

由于(yu)蔗糖分子(zi)體積較小，無(wu)法像大型多糖(tang)分子那樣(yang)形成堅(jian)固的三(san)維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加對乳(ru)液凝膠的流變(bian)學(xué)特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響(xiang)甚微(wei)。結(jié)果(guo)，添加了蔗糖(tang)的打(da)印產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試結(jié)果(guo)中未表現(xiàn)出(chu)顯著差(cha)異。

圖3 含(han)有不(bu)同含量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和(he)蔗糖（c）的3D打印乳(ru)液凝膠(jiao)的質(zhì)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。