近日(ri)，仲愷農(nóng)業(yè)工(gong)程學(xué)院(yuan)研究(jiu)人員在國(guo)際食品期刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院(yuan)大類一區(qū)，IF：7）發(fā)(fa)表了題為(wei)"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定(ding)3D打印乳液凝(ning)膠的硬度(du)和粘附性(xing)等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一種(zhong)益生(sheng)元，也是(shi)乳液凝(ning)膠的有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改良劑，對(duì)(dui)于咀(ju)嚼能力(li)下降的消費(fèi)者(zhe)具有重要(yao)商業(yè)價(jià)值。本研(yan)究評(píng)(ping)估了菊粉(fen)對(duì) 3D 打(da)印乳液凝(ning)膠的打印精(jing)度、結(jié)(jie)構(gòu)完整(zheng)性和感(gan)官品質(zhì)(zhi)的影響(xiang)。研究成功開發(fā)(fa)出一種基于(yu)菊粉的乳(ru)液凝膠(jiao)，該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性。流變學(xué)(xue)分析顯示，隨著(zhe)菊粉含量(liang)的增加，凝膠(jiao)的彈(dan)性顯著(zhu)提升。在頻率掃(sao)描中，儲(chǔ)能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含量(liang) 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中，G′從 2.27×103 Pa 上(shang)升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變性測(ce)試表明，無鹽凝(ning)膠的儲(chǔ)能模量(liang)（G′）和黏度最高。溫(wen)度掃(sao)描顯示，在(zai) - 18°C 時(shí)凝膠(jiao)的模(mo)量達(dá)(da)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損(sun)耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意(yi)的是，20% 菊粉凝(ning)膠解凍(dong)后的 G′僅(jin)下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉凝膠的 G′下(xia)降了 76%，這(zhe)證實(shí)高菊粉含(han)量的凝膠(jiao)具有更好(hao)的凍融穩(wěn)(wen)定性(xing)。電子(zi)鼻檢測和感(gan)官評(píng)價(jià)(jia)表明，菊粉含量(liang)越高，茶(cha)籽油的特(te)征氣味越(yue)淡。相關(guān)性分(fen)析顯(xian)示，硬度與脂肪(fang)感和順滑感(gan)等感官屬性(xing)呈負(fù)相關(guān)(guan)，這凸顯了儀器(qi)測量結(jié)(jie)果對(duì) 3D 打印食(shi)品感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測價(jià)值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)行測試(shi)能夠模擬并直(zhi)觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在口腔(qiang)加工(gong)過程(cheng)中的(de)行為，為 3D 打印(yin)乳液凝膠(jiao)的質(zhì)構(gòu)特性提(ti)供有價(jià)值(zhi)的見解(jie)。3D 打印(yin)乳液凝膠產(chǎn)(chan)品的質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(ce)試結(jié)果如圖(tu)3所示。不出所(suo)料，打印產(chǎn)品(pin)的硬度隨菊粉(fen)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）菊粉的(de)乳液凝(ning)膠硬度最(zui)高，測得值為(wei) 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此(ci)外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負(fù)(fu)力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)值(zhi)代表乳液(ye)凝膠的黏附性(xing)。上述(shu)結(jié)果表(biao)明，菊(ju)粉含(han)量越高的乳液(ye)越易吞咽(yan)。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印結(jié)果(guo)分析一(yi)致，說明(ming)隨著(zhe)菊粉含量增(zeng)加，乳液(ye)凝膠體系變得(de)更加穩(wěn)(wen)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打(da)印產(chǎn)品的(de)硬度并未隨鹽(yan)濃度的增加而(er)發(fā)生顯著變化(hua)。然而，打印產(chǎn)品(pin)的黏附性卻(que)隨著鹽濃度(du)的升高而逐漸(jian)增強(qiáng)。具體(ti)而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負(fù)(fu)力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一(yi)結(jié)果(guo)與流變儀(yi)分析得出的結(jié)(jie)論相悖 —— 流(liu)變儀分析(xi)顯示，鹽(yan)的添加(jia)會(huì)導(dǎo)致乳液(ye)凝膠的黏度(du)和儲(chǔ)能模量（G′）下(xia)降。

由于(yu)蔗糖(tang)分子體積(ji)較小(xiao)，無法像大型多(duo)糖分子那樣形(xing)成堅(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)乳液凝膠的(de)流變學(xué)特(te)性和結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響(xiang)甚微。結(jié)果(guo)，添加了蔗糖的(de)打印產(chǎn)品(pin)在質(zhì)構(gòu)儀測(ce)試結(jié)果(guo)中未表現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有不(bu)同含(han)量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗(zhe)糖（c）的(de)3D打印(yin)乳液凝膠的(de)質(zhì)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。