近日，仲(zhong)愷農(nóng)(nong)業(yè)工程(cheng)學(xué)院研(yan)究人員在國(guó)際(ji)食品期刊《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(gai)論文中，研究人(ren)員利用上(shang)海騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定3D打印(yin)乳液凝(ning)膠的硬(ying)度和粘(zhan)附性(xing)等指標(biāo)。

菊粉是(shi)一種益(yi)生元，也是(shi)乳液凝(ning)膠的(de)有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改(gai)良劑，對(duì)于咀嚼(jue)能力(li)下降的消費(fèi)者(zhe)具有重(zhong)要商業(yè)價(jià)值(zhi)。本研究(jiu)評(píng)估(gu)了菊(ju)粉對(duì) 3D 打印乳(ru)液凝膠(jiao)的打(da)印精(jing)度、結(jié)構(gòu)(gou)完整(zheng)性和感官品(pin)質(zhì)的(de)影響(xiang)。研究成功開(kāi)發(fā)(fa)出一種基(ji)于菊粉的乳(ru)液凝膠，該(gai)凝膠(jiao)在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具有理(li)想的質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性。流變學(xué)(xue)分析顯示，隨(sui)著菊粉含量(liang)的增加，凝膠(jiao)的彈性(xing)顯著提(ti)升。在頻(pin)率掃描中，儲(chǔ)(chu)能模(mo)量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含量(liang) 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和(he)觸變性(xing)測(cè)試表明，無(wú)(wu)鹽凝膠的(de)儲(chǔ)能模量(liang)（G′）和黏(nian)度最高。溫度掃(sao)描顯示，在(zai) - 18°C 時(shí)凝膠的(de)模量(liang)達(dá)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉(fen)凝膠解(jie)凍后的(de) G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉凝膠的(de) G′下降了 76%，這證(zheng)實(shí)高菊粉含(han)量的凝(ning)膠具有更好的(de)凍融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢(jian)測(cè)和感官(guan)評(píng)價(jià)表明，菊(ju)粉含量越高，茶(cha)籽油的特征氣(qi)味越淡。相關(guān)(guan)性分析顯(xian)示，硬度(du)與脂肪感和順(shun)滑感(gan)等感官屬性(xing)呈負(fù)相關(guān)，這(zhe)凸顯了儀器測(cè)(ce)量結(jié)果對(duì) 3D 打(da)印食品(pin)感官質(zhì)構(gòu)的(de)預(yù)測(cè)價(jià)值。

使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試能夠(gou)模擬(ni)并直觀(guan)呈現(xiàn)乳液(ye)在口腔加工(gong)過(guò)程中的(de)行為(wei)，為 3D 打印乳液凝(ning)膠的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性提(ti)供有價(jià)值的見(jiàn)(jian)解。3D 打印(yin)乳液凝膠產(chǎn)(chan)品的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果(guo)如圖3所示(shi)。不出所料，打印(yin)產(chǎn)品(pin)的硬度隨(sui)菊粉含量(liang)的增(zeng)加而成比例(li)上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊粉的(de)乳液凝膠硬度(du)最高，測(cè)得值(zhi)為 108 gf，而(er)配方 PC3 和 PC2 中(zhong)含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的產(chǎn)品硬(ying)度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的最大(da)負(fù)力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)(shu)值代表乳液(ye)凝膠的(de)黏附性。上述結(jié)(jie)果表明，菊粉(fen)含量(liang)越高的乳液越(yue)易吞咽(yan)。這一發(fā)現(xiàn)與打(da)印結(jié)果分析一(yi)致，說(shuō)明隨著(zhe)菊粉(fen)含量增加，乳(ru)液凝膠體系變(bian)得更(geng)加穩(wěn)定(ding)。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品的硬度(du)并未(wei)隨鹽濃度(du)的增加而(er)發(fā)生顯著(zhu)變化。然(ran)而，打(da)印產(chǎn)品的黏附(fu)性卻隨(sui)著鹽(yan)濃度的升高(gao)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)力分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)果(guo)與流變儀分(fen)析得出(chu)的結(jié)論相(xiang)悖 —— 流(liu)變儀分析(xi)顯示，鹽的添加(jia)會(huì)導(dǎo)(dao)致乳液(ye)凝膠的黏度(du)和儲(chǔ)(chu)能模量（G′）下降。

由于蔗(zhe)糖分子體積(ji)較小，無(wú)法像大(da)型多(duo)糖分子那樣形(xing)成堅(jiān)(jian)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)。因此，蔗(zhe)糖的添加對(duì)乳(ru)液凝膠的(de)流變學(xué)特性和(he)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)影響甚微。結(jié)果(guo)，添加了(le)蔗糖的打(da)印產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)試結(jié)果(guo)中未表現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有不同(tong)含量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的3D打(da)印乳(ru)液凝(ning)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。