近日，仲愷(kai)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院(yuan)研究人員(yuan)在國(guó)際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類(lèi)一區(qū)(qu)，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(yan)究論文。在該(gai)論文(wen)中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)(ce)定3D打印乳(ru)液凝膠的硬度(du)和粘附性(xing)等指標(biāo)。

菊粉是(shi)一種(zhong)益生元，也是乳(ru)液凝膠的(de)有效質(zhì)構(gòu)改良(liang)劑，對(duì)于(yu)咀嚼能力下(xia)降的(de)消費(fèi)者具有重(zhong)要商業(yè)價(jià)(jia)值。本研究評(píng)(ping)估了菊(ju)粉對(duì)(dui) 3D 打印乳液凝(ning)膠的打印(yin)精度、結(jié)(jie)構(gòu)完(wan)整性和感官品(pin)質(zhì)的影響。研究(jiu)成功(gong)開(kāi)發(fā)出(chu)一種基(ji)于菊粉的乳液(ye)凝膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內(nèi)具(ju)有理想(xiang)的質(zhì)構(gòu)和冷凍(dong)穩(wěn)定(ding)性。流變學(xué)分析顯(xian)示，隨著(zhe)菊粉(fen)含量的增加(jia)，凝膠的彈性顯(xian)著提升。在頻率(lv)掃描中，儲(chǔ)能(neng)模量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸(chu)變性(xing)測(cè)試表(biao)明，無(wú)鹽凝膠的(de)儲(chǔ)能(neng)模量（G′）和黏度最(zui)高。溫度掃(sao)描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)(shi)凝膠的模量(liang)達(dá)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊粉(fen)凝膠解凍(dong)后的(de) G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降了(le) 76%，這證實(shí)高菊(ju)粉含(han)量的(de)凝膠(jiao)具有更好的凍(dong)融穩(wěn)定(ding)性。電子(zi)鼻檢測(cè)和感(gan)官評(píng)(ping)價(jià)表明，菊粉(fen)含量越高(gao)，茶籽油(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(gan)和順(shun)滑感(gan)等感官屬(shu)性呈(cheng)負(fù)相(xiang)關(guān)，這(zhe)凸顯了儀器(qi)測(cè)量結(jié)(jie)果對(duì)(dui) 3D 打印(yin)食品感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試(shi)能夠模擬并(bing)直觀呈現(xiàn)(xian)乳液在口腔加(jia)工過(guò)程中的(de)行為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性提供(gong)有價(jià)值的見(jiàn)(jian)解。3D 打(da)印乳液(ye)凝膠產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試(shi)結(jié)果如圖3所示(shi)。不出所(suo)料，打印產(chǎn)(chan)品的硬度隨(sui)菊粉(fen)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)乳液凝膠硬(ying)度最高(gao)，測(cè)得(de)值為 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度值分(fen)別為(wei) 75 gf和 50 gf。此外，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(xie)數(shù)值代(dai)表乳液(ye)凝膠的黏(nian)附性。上述結(jié)果(guo)表明，菊(ju)粉含量越(yue)高的乳液越易(yi)吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)與打(da)印結(jié)果分析一(yi)致，說(shuō)明隨(sui)著菊粉含(han)量增加(jia)，乳液凝(ning)膠體系變得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印產(chǎn)(chan)品的硬度并未(wei)隨鹽濃度(du)的增(zeng)加而發(fā)生顯著(zhu)變化。然(ran)而，打印(yin)產(chǎn)品(pin)的黏附性卻(que)隨著鹽濃度(du)的升高(gao)而逐漸增強(qiáng)。具(ju)體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大負(fù)力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這(zhe)一結(jié)果與流(liu)變儀(yi)分析得出的(de)結(jié)論(lun)相悖 —— 流(liu)變儀(yi)分析(xi)顯示，鹽的(de)添加會(huì)(hui)導(dǎo)致乳液凝(ning)膠的黏度(du)和儲(chǔ)能模(mo)量（G′）下降。

由于蔗糖(tang)分子體積較(jiao)小，無(wú)法(fa)像大型(xing)多糖分子(zi)那樣形成(cheng)堅(jiān)固的三維網(wǎng)(wang)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因(yin)此，蔗糖的(de)添加(jia)對(duì)乳液凝膠的(de)流變學(xué)特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響甚微(wei)。結(jié)果，添加了(le)蔗糖的打印(yin)產(chǎn)品在(zai)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試(shi)結(jié)果中未表現(xiàn)(xian)出顯著差異。

圖3 含有不同(tong)含量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和(he)蔗糖（c）的3D打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)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。