近日(ri)，仲愷(kai)農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院(yuan)研究(jiu)人員在國際(ji)食品期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大類一(yi)區(qū)，IF：7）發(fā)(fa)表了題(ti)為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研(yan)究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定3D打(da)印乳液凝(ning)膠的硬度和(he)粘附性(xing)等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是(shi)一種益生元，也(ye)是乳液凝(ning)膠的有效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑，對于(yu)咀嚼能力(li)下降(jiang)的消費(fèi)者具(ju)有重要商(shang)業(yè)價值。本研(yan)究評估了(le)菊粉對 3D 打印(yin)乳液凝(ning)膠的打印精(jing)度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和(he)感官品質(zhì)(zhi)的影響(xiang)。研究成功開(kai)發(fā)出一(yi)種基于菊粉(fen)的乳液(ye)凝膠，該(gai)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(leng)凍穩(wěn)定性。流變學(xué)(xue)分析顯示，隨著(zhe)菊粉(fen)含量的(de)增加，凝(ning)膠的彈(dan)性顯著提升(sheng)。在頻(pin)率掃描中(zhong)，儲能模量(liang)（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含量 6.7%）上(shang)升至 1.08×10? Pa（菊(ju)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(lv)和觸變(bian)性測試(shi)表明，無鹽(yan)凝膠的儲(chu)能模量（G′）和(he)黏度最高。溫度(du)掃描(miao)顯示，在 - 18°C 時凝膠(jiao)的模量達(dá)(da)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊粉凝(ning)膠解凍后的 G′僅(jin)下降 65%，而 6.7% 菊(ju)粉凝膠的 G′下(xia)降了 76%，這(zhe)證實(shí)(shi)高菊(ju)粉含量的凝(ning)膠具有更好的(de)凍融穩(wěn)定(ding)性。電子(zi)鼻檢測(ce)和感官評(ping)價表明，菊(ju)粉含量越(yue)高，茶籽油的特(te)征氣味越淡(dan)。相關(guān)性分(fen)析顯示(shi)，硬度(du)與脂肪(fang)感和(he)順滑感(gan)等感(gan)官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這凸(tu)顯了儀(yi)器測量結(jié)(jie)果對 3D 打印食品(pin)感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的(de)預(yù)測價值。

使用(yong)質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行(xing)測試能夠(gou)模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳(ru)液在(zai)口腔加工(gong)過程中的(de)行為，為(wei) 3D 打印乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特性提(ti)供有價值的(de)見解(jie)。3D 打印乳液(ye)凝膠產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)果如圖3所(suo)示。不出所料，打(da)印產(chǎn)品的硬度(du)隨菊粉含量(liang)的增加而成(cheng)比例上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液凝(ning)膠硬度(du)最高，測得(de)值為 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉(fen)的產(chǎn)(chan)品硬(ying)度值(zhi)分別為 75 gf和 50 gf。此外(wai)，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最大(da)負(fù)力分別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值代(dai)表乳液凝膠的(de)黏附性。上述(shu)結(jié)果表明，菊(ju)粉含量越(yue)高的乳液越(yue)易吞咽(yan)。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印(yin)結(jié)果(guo)分析一致，說明(ming)隨著菊(ju)粉含量增(zeng)加，乳液凝(ning)膠體系變(bian)得更加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打印(yin)產(chǎn)品(pin)的硬度并未(wei)隨鹽濃(nong)度的(de)增加而發(fā)生(sheng)顯著變化。然而(er)，打印產(chǎn)(chan)品的黏附(fu)性卻隨著鹽(yan)濃度的升(sheng)高而逐漸(jian)增強(qiáng)。具體而言(yan)，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(liu)變儀分(fen)析得出的結(jié)論(lun)相悖(bei) —— 流變儀分(fen)析顯示，鹽(yan)的添加會導(dǎo)(dao)致乳液(ye)凝膠的黏度和(he)儲能模(mo)量（G′）下降。

由于蔗(zhe)糖分(fen)子體(ti)積較(jiao)小，無法像(xiang)大型(xing)多糖分子那樣(yang)形成堅(jian)固的三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的添加(jia)對乳(ru)液凝(ning)膠的流變(bian)學(xué)特性和(he)結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定(ding)性影響甚(shen)微。結(jié)果，添加了(le)蔗糖的打印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測試結(jié)果中(zhong)未表現(xiàn)(xian)出顯著(zhu)差異。

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

參考(kao)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。