近日，仲愷(kai)農業(yè)工程學院(yuan)研究(jiu)人員在國(guo)際食品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大(da)類一(yi)區(qū)，IF：7）發(fā)表了題(ti)為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的(de)研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研究(jiu)人員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產質構(gou)儀用于(yu)測定3D打印乳液(ye)凝膠的(de)硬度和(he)粘附性(xing)等指標。

菊粉是一種益(yi)生元，也是乳(ru)液凝膠的有效(xiao)質構(gou)改良劑，對于(yu)咀嚼能力下(xia)降的(de)消費(fei)者具有重要(yao)商業(yè)價值(zhi)。本研究(jiu)評估了(le)菊粉對(dui) 3D 打印(yin)乳液(ye)凝膠的打印(yin)精度、結構完整(zheng)性和感(gan)官品質的(de)影響。研究成(cheng)功開發(fā)出一(yi)種基于(yu)菊粉(fen)的乳液凝膠，該(gai)凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范(fan)圍內具(ju)有理想(xiang)的質構和冷凍(dong)穩(wěn)定(ding)性。流變學分(fen)析顯示，隨著(zhe)菊粉含量的(de)增加，凝(ning)膠的彈性(xing)顯著提升(sheng)。在頻率掃描中(zhong)，儲能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含量 6.7%）上升(sheng)至 1.08×10? Pa（菊粉含(han)量 20%）；在振蕩(dang)掃描中，G′從(cong) 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率和觸變性(xing)測試表(biao)明，無鹽凝膠的(de)儲能模(mo)量（G′）和黏度最(zui)高。溫度(du)掃描顯示，在 - 18°C 時(shi)凝膠(jiao)的模(mo)量達到峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊粉凝膠(jiao)解凍(dong)后的 G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉(fen)凝膠的 G′下降(jiang)了 76%，這證(zheng)實高菊粉含量(liang)的凝(ning)膠具有更好的(de)凍融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢(jian)測和感官評價(jia)表明，菊(ju)粉含量(liang)越高，茶籽油的(de)特征氣(qi)味越淡(dan)。相關性分析顯(xian)示，硬(ying)度與脂肪(fang)感和順(shun)滑感等感官屬(shu)性呈負(fu)相關(guan)，這凸顯了(le)儀器測量結(jie)果對 3D 打(da)印食品感官(guan)質構的預測(ce)價值。

使用質構(gou)儀進行測(ce)試能夠模擬并(bing)直觀呈現乳液(ye)在口(kou)腔加工過(guo)程中的行為(wei)，為 3D 打(da)印乳液凝(ning)膠的質構特性(xing)提供有(you)價值(zhi)的見解。3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)產品(pin)的質(zhi)構儀測試結(jie)果如圖3所示(shi)。不出所料(liao)，打印產品的硬(ying)度隨菊(ju)粉含量的增(zeng)加而(er)成比例上升(sheng)。圖 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳液凝(ning)膠硬(ying)度最高，測得值(zhi)為 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的產品(pin)硬度值(zhi)分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和(he) PC2 的最(zui)大負力(li)分別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些數值(zhi)代表乳液凝膠(jiao)的黏附性。上(shang)述結果(guo)表明，菊(ju)粉含(han)量越高的乳液(ye)越易吞(tun)咽。這一發(fā)(fa)現與打印結(jie)果分(fen)析一致(zhi)，說明隨著(zhe)菊粉含量增加(jia)，乳液凝(ning)膠體系變得更(geng)加穩(wěn)定(ding)。

圖 3（b）顯示，打印(yin)產品的硬度并(bing)未隨(sui)鹽濃度(du)的增加而發(fā)生(sheng)顯著變化。然(ran)而，打印產(chan)品的黏(nian)附性卻隨(sui)著鹽濃度的(de)升高(gao)而逐(zhu)漸增強(qiang)。具體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結果與流(liu)變儀分析得(de)出的結論相(xiang)悖 —— 流(liu)變儀(yi)分析顯示(shi)，鹽的添加會(hui)導致乳液(ye)凝膠的黏(nian)度和儲(chu)能模量（G′）下降。

由于蔗(zhe)糖分子體(ti)積較小，無(wu)法像大型多(duo)糖分子那樣形(xing)成堅(jian)固的(de)三維網(wang)絡結(jie)構。因(yin)此，蔗糖(tang)的添(tian)加對乳液凝(ning)膠的流變學(xue)特性和結構(gou)穩(wěn)定性影響(xiang)甚微(wei)。結果，添加了蔗(zhe)糖的打印產(chan)品在質(zhi)構儀測試結(jie)果中未表(biao)現出顯著差異(yi)。

圖3 含有不同含(han)量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗(zhe)糖（c）的(de)3D打印乳(ru)液凝膠的質構(gou)

參考文獻：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。