近日，仲(zhong)愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院(yuan)研究人員(yuan)在國際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一區(qū)，IF：7）發(fā)(fa)表了(le)題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研(yan)究論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(ce)定3D打(da)印乳液(ye)凝膠的硬度(du)和粘附(fu)性等指標(biāo)。

菊粉是一種(zhong)益生元(yuan)，也是乳液凝(ning)膠的有效質(zhì)(zhi)構(gòu)改良劑，對于(yu)咀嚼能力下降(jiang)的消費者具有(you)重要商業(yè)價值(zhi)。本研究評估(gu)了菊粉(fen)對 3D 打印乳(ru)液凝膠的(de)打印精(jing)度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性(xing)和感官品質(zhì)(zhi)的影響。研究成(cheng)功開發(fā)出一(yi)種基于菊粉的(de)乳液凝(ning)膠，該凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理想的質(zhì)(zhi)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定(ding)性。流變學(xué)分析顯(xian)示，隨著菊(ju)粉含量的增加(jia)，凝膠的彈(dan)性顯(xian)著提升。在頻率(lv)掃描中，儲能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上(shang)升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振蕩(dang)掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸變性測試(shi)表明，無鹽凝(ning)膠的儲能模(mo)量（G′）和黏度最(zui)高。溫度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時凝(ning)膠的模量達(dá)(da)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉凝膠解凍(dong)后的 G′僅(jin)下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的(de) G′下降了 76%，這證實(shi)高菊粉(fen)含量的(de)凝膠(jiao)具有更好(hao)的凍融穩(wěn)定性(xing)。電子鼻(bi)檢測和感(gan)官評價表明(ming)，菊粉含(han)量越高(gao)，茶籽油(you)的特征氣味(wei)越淡。相關(guān)(guan)性分析顯示(shi)，硬度與脂肪(fang)感和順滑感等(deng)感官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這凸(tu)顯了儀器測量(liang)結(jié)果對 3D 打印(yin)食品(pin)感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的預(yù)(yu)測價值。

使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)進(jìn)行(xing)測試能(neng)夠模擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳(ru)液在口(kou)腔加(jia)工過程中的行(xing)為，為 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性提供(gong)有價值的見解(jie)。3D 打印乳液凝(ning)膠產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)果如圖(tu)3所示。不(bu)出所料，打印(yin)產(chǎn)品的(de)硬度隨菊粉含(han)量的增(zeng)加而成比例上(shang)升。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液凝膠(jiao)硬度最高，測得(de)值為 108 gf，而(er)配方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)(chan)品硬度值(zhi)分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最大(da)負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數(shù)值(zhi)代表(biao)乳液凝膠的黏(nian)附性。上(shang)述結(jié)果表明，菊(ju)粉含量越高的(de)乳液越(yue)易吞(tun)咽。這一發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果分析(xi)一致，說明隨著(zhe)菊粉含量(liang)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(yin)產(chǎn)品的(de)硬度并未(wei)隨鹽濃(nong)度的(de)增加而發(fā)(fa)生顯著變(bian)化。然而，打印產(chǎn)(chan)品的黏附性(xing)卻隨(sui)著鹽濃(nong)度的升(sheng)高而逐(zhu)漸增強(qiáng)。具(ju)體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這(zhe)一結(jié)果與(yu)流變(bian)儀分析得(de)出的結(jié)(jie)論相悖 —— 流變(bian)儀分析(xi)顯示，鹽(yan)的添加會(hui)導(dǎo)致乳液凝(ning)膠的黏度(du)和儲能(neng)模量（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較(jiao)小，無法像大型(xing)多糖分子(zi)那樣(yang)形成(cheng)堅固的三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(gou)。因此，蔗(zhe)糖的(de)添加(jia)對乳液凝膠的(de)流變學(xué)特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影(ying)響甚微。結(jié)果(guo)，添加了蔗糖(tang)的打(da)印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)(jie)果中未表現(xiàn)出(chu)顯著(zhu)差異。

圖3 含有不(bu)同含量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的3D打(da)印乳(ru)液凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)

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。