近日，仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在國(guó)際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大類一區(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"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)定3D打(da)印乳液凝膠(jiao)的硬度和粘附(fu)性等(deng)指標(biāo)(biao)。

菊粉是一種益(yi)生元，也(ye)是乳液(ye)凝膠的(de)有效質(zhì)構(gòu)改良(liang)劑，對(duì)于(yu)咀嚼能(neng)力下降的(de)消費(fèi)者具(ju)有重要商業(yè)價(jià)(jia)值。本研究評(píng)估(gu)了菊粉對(duì) 3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)的打印精度、結(jié)(jie)構(gòu)完整性和感(gan)官品質(zhì)的(de)影響。研究成(cheng)功開(kāi)發(fā)出一種(zhong)基于菊粉的乳(ru)液凝(ning)膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具(ju)有理(li)想的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍穩(wěn)定(ding)性。流變學(xué)分析顯(xian)示，隨著(zhe)菊粉(fen)含量的增加，凝(ning)膠的彈(dan)性顯著提升。在(zai)頻率掃描中，儲(chǔ)(chu)能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量 20%）；在(zai)振蕩掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻率和觸(chu)變性測(cè)(ce)試表明，無(wú)鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)能模(mo)量（G′）和(he)黏度最高(gao)。溫度掃(sao)描顯示，在 - 18°C 時(shí)(shi)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(yi)的是，20% 菊粉凝膠(jiao)解凍(dong)后的 G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降了(le) 76%，這證實(shí)(shi)高菊粉含量的(de)凝膠具有(you)更好的(de)凍融穩(wěn)定(ding)性。電子(zi)鼻檢測(cè)(ce)和感官評(píng)價(jià)表(biao)明，菊粉含量(liang)越高，茶(cha)籽油的特(te)征氣味越(yue)淡。相(xiang)關(guān)性(xing)分析顯(xian)示，硬度與脂(zhi)肪感和順(shun)滑感等感(gan)官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān)，這凸顯(xian)了儀器(qi)測(cè)量結(jié)果(guo)對(duì) 3D 打(da)印食品感官質(zhì)(zhi)構(gòu)的預(yù)測(cè)價(jià)(jia)值。

使用(yong)質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試能夠(gou)模擬并(bing)直觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在口腔(qiang)加工過(guò)程(cheng)中的(de)行為，為(wei) 3D 打印乳液(ye)凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)提供(gong)有價(jià)值(zhi)的見(jiàn)解。3D 打(da)印乳液(ye)凝膠(jiao)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)儀(yi)測(cè)試結(jié)果如(ru)圖3所示。不(bu)出所(suo)料，打印產(chǎn)品的(de)硬度(du)隨菊粉(fen)含量的增加而(er)成比例上(shang)升。圖 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉的乳液凝(ning)膠硬度(du)最高(gao)，測(cè)得值為(wei) 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)(chan)品硬(ying)度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此外(wai)，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負(fù)力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)值代表(biao)乳液(ye)凝膠(jiao)的黏附性(xing)。上述結(jié)(jie)果表明，菊(ju)粉含(han)量越高的乳(ru)液越易(yi)吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果(guo)分析一致(zhi)，說(shuō)明隨著菊(ju)粉含量(liang)增加(jia)，乳液凝膠體(ti)系變得更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打印產(chǎn)(chan)品的硬度(du)并未(wei)隨鹽濃(nong)度的(de)增加而發(fā)生(sheng)顯著變(bian)化。然而，打(da)印產(chǎn)(chan)品的黏附性卻(que)隨著鹽濃度(du)的升(sheng)高而逐漸增強(qiáng)(qiang)。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負(fù)力(li)分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果與流(liu)變儀分析(xi)得出的(de)結(jié)論相悖 —— 流(liu)變儀(yi)分析顯示，鹽(yan)的添加(jia)會(huì)導(dǎo)(dao)致乳(ru)液凝膠的黏度(du)和儲(chǔ)能(neng)模量(liang)（G′）下降。

由于蔗糖分子(zi)體積較小，無(wú)(wu)法像大型多糖(tang)分子那樣形成(cheng)堅(jiān)固的三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(gou)。因此(ci)，蔗糖的添加(jia)對(duì)乳液凝膠(jiao)的流變學(xué)特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響(xiang)甚微。結(jié)果(guo)，添加了(le)蔗糖的打(da)印產(chǎn)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)測(cè)試(shi)結(jié)果中未(wei)表現(xiàn)出(chu)顯著差異。

圖3 含有不(bu)同含(han)量菊粉（a）、鹽（b）和(he)蔗糖（c）的(de)3D打印(yin)乳液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)

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。