近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guó)際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大(da)類一區(qū)，IF：7）發(fā)表了(le)題為"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)，研究人員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)(ce)定3D打印(yin)乳液凝(ning)膠的硬度(du)和粘附(fu)性等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一種益(yi)生元(yuan)，也是乳液凝(ning)膠的有效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑(ji)，對(duì)于咀嚼(jue)能力下降(jiang)的消費(fèi)者具有(you)重要商業(yè)(ye)價(jià)值。本研(yan)究評(píng)估了(le)菊粉(fen)對(duì) 3D 打印乳液凝(ning)膠的打印精度(du)、結(jié)構(gòu)(gou)完整性和感官(guan)品質(zhì)的影響。研(yan)究成功開發(fā)出(chu)一種基(ji)于菊粉的乳(ru)液凝膠，該凝膠(jiao)在 - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具有理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變(bian)學(xué)分析顯(xian)示，隨著菊(ju)粉含量的增(zeng)加，凝膠的(de)彈性(xing)顯著(zhu)提升。在頻(pin)率掃描中，儲(chǔ)(chu)能模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振蕩(dang)掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率和觸(chu)變性(xing)測(cè)試表明，無(wu)鹽凝膠(jiao)的儲(chǔ)能模量(liang)（G′）和黏(nian)度最高。溫度(du)掃描顯(xian)示，在(zai) - 18°C 時(shí)凝膠(jiao)的模(mo)量達(dá)(da)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量(liang) G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是，20% 菊粉凝(ning)膠解凍(dong)后的 G′僅(jin)下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的(de) G′下降(jiang)了 76%，這證實(shí)高菊(ju)粉含量的凝(ning)膠具有(you)更好(hao)的凍融(rong)穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢測(cè)和(he)感官評(píng)(ping)價(jià)表明，菊(ju)粉含量越高，茶(cha)籽油(you)的特征(zheng)氣味越淡。相關(guān)(guan)性分析(xi)顯示，硬度(du)與脂肪感和順(shun)滑感等感官屬(shu)性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這凸顯(xian)了儀器測(cè)量(liang)結(jié)果對(duì)(dui) 3D 打印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)進(jìn)行測(cè)試能夠(gou)模擬并直觀(guan)呈現(xiàn)(xian)乳液(ye)在口腔加工(gong)過程(cheng)中的行(xing)為，為(wei) 3D 打印乳液(ye)凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性提供有價(jià)(jia)值的見解。3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)儀(yi)測(cè)試結(jié)果(guo)如圖(tu)3所示。不出(chu)所料，打印(yin)產(chǎn)品的硬度(du)隨菊粉含量(liang)的增加而(er)成比(bi)例上升。圖 3（a）顯(xian)示，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳(ru)液凝(ning)膠硬度最高，測(cè)(ce)得值為 108 gf，而配方(fang) PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的產(chǎn)品硬度(du)值分別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fù)(fu)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值代表乳液(ye)凝膠的黏附(fu)性。上述結(jié)果(guo)表明，菊粉含量(liang)越高(gao)的乳液越(yue)易吞咽(yan)。這一發(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(ru)液凝膠體系(xi)變得更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印產(chǎn)(chan)品的硬度(du)并未隨鹽濃(nong)度的增加而發(fā)(fa)生顯著(zhu)變化。然而(er)，打印產(chǎn)品(pin)的黏附性(xing)卻隨著鹽(yan)濃度的升(sheng)高而(er)逐漸(jian)增強(qiáng)。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)(fu)力分別(bie)為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果(guo)與流變儀(yi)分析得出的(de)結(jié)論相悖 —— 流變(bian)儀分析顯示，鹽(yan)的添(tian)加會(huì)導(dǎo)致乳液(ye)凝膠的黏度(du)和儲(chǔ)能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗糖分(fen)子體積較小，無(wu)法像大型(xing)多糖(tang)分子(zi)那樣形成堅(jiān)(jian)固的三維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，蔗(zhe)糖的(de)添加對(duì)乳液(ye)凝膠(jiao)的流變學(xué)特(te)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性影響甚微(wei)。結(jié)果，添加了蔗(zhe)糖的打(da)印產(chǎn)品在(zai)質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)試結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)出顯(xian)著差異(yi)。

圖3 含有不(bu)同含量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印乳(ru)液凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)

參考(kao)文獻(xiàn)(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。