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上海騰拔質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)助力(li)仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)院(yuan)發(fā)表關(guān)(guan)于3D打印(yin)乳液凝膠的(de)論文
近日,仲愷農(nóng)(nong)業(yè)工程學(xué)院(yuan)研究人員在(zai)國(guó)際食品期刊(kan)《Current Research in Food Science》(中科(ke)院大類一區(qū),IF:7)發(fā)(fa)表了題(ti)為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的(de)研究(jiu)論文。在該論文中,研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔Universal TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定3D打(da)印乳液凝(ning)膠的硬度和(he)粘附性(xing)等指標(biāo)。
菊粉是一種益(yi)生元,也是(shi)乳液凝膠的(de)有效(xiao)質(zhì)構(gòu)改良(liang)劑,對(duì)于咀嚼(jue)能力下降的消(xiao)費(fèi)者具(ju)有重要(yao)商業(yè)價(jià)值。本研(yan)究評(píng)估了菊(ju)粉對(duì)(dui) 3D 打印(yin)乳液凝膠的(de)打印精度、結(jié)構(gòu)(gou)完整性和感官(guan)品質(zhì)的影(ying)響。研究成(cheng)功開發(fā)出一種(zhong)基于菊粉的(de)乳液凝(ning)膠,該凝膠在(zai) - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理(li)想的質(zhì)構(gòu)和冷(leng)凍穩(wěn)定性(xing)。流變學(xué)分析顯(xian)示,隨著(zhe)菊粉含量(liang)的增加,凝(ning)膠的(de)彈性(xing)顯著提升。在頻(pin)率掃描中(zhong),儲(chǔ)能(neng)模量(G′)從 2.99×103 Pa(菊(ju)粉含(han)量 6.7%)上升至 1.08×10? Pa(菊粉(fen)含量 20%);在(zai)振蕩掃描中(zhong),G′從 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變性測(cè)(ce)試表明,無鹽(yan)凝膠(jiao)的儲(chǔ)能模(mo)量(G′)和黏度(du)最高。溫度掃(sao)描顯示,在 - 18°C 時(shí)凝(ning)膠的模量(liang)達(dá)到峰(feng)值(G′=2.44×10? Pa;損耗模量 G″=1.09×10? Pa)。值得(de)注意的是(shi),20% 菊粉(fen)凝膠解凍(dong)后的 G′僅下(xia)降 65%,而 6.7% 菊(ju)粉凝膠的 G′下(xia)降了(le) 76%,這證實(shí)高菊(ju)粉含量的(de)凝膠(jiao)具有更好(hao)的凍(dong)融穩(wěn)定性。電子(zi)鼻檢測(cè)(ce)和感官評(píng)價(jià)(jia)表明,菊粉含(han)量越高,茶籽油(you)的特征氣味越(yue)淡。相關(guān)(guan)性分析顯(xian)示,硬(ying)度與脂肪感(gan)和順滑感(gan)等感官屬性呈(cheng)負(fù)相關(guān),這凸(tu)顯了(le)儀器測(cè)量結(jié)果(guo)對(duì) 3D 打印食(shi)品感官質(zhì)構(gòu)的(de)預(yù)測(cè)(ce)價(jià)值(zhi)。
使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀進(jìn)行測(cè)試能(neng)夠模擬并直觀(guan)呈現(xiàn)乳(ru)液在(zai)口腔加工過程(cheng)中的行(xing)為,為 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)特性提(ti)供有(you)價(jià)值的(de)見解(jie)。3D 打印(yin)乳液凝膠產(chǎn)品(pin)的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試(shi)結(jié)果如圖3所(suo)示。不出所料(liao),打印產(chǎn)(chan)品的硬度(du)隨菊粉(fen)含量的增(zeng)加而成(cheng)比例上升。圖(tu) 3(a)顯示(shi),含 20.00%(w/v)菊(ju)粉的乳液凝(ning)膠硬(ying)度最高,測(cè)(ce)得值為 108 gf,而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含 20.00%(w/v)菊粉(fen)的產(chǎn)品(pin)硬度值(zhi)分別為 75 gf和 50 gf。此(ci)外,圖(tu) 3(a)顯示 PC4、PC3 和(he) PC2 的最大負(fù)力(li)分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf,這些數(shù)值(zhi)代表乳(ru)液凝(ning)膠的黏(nian)附性。上(shang)述結(jié)(jie)果表明,菊(ju)粉含(han)量越高的(de)乳液(ye)越易(yi)吞咽(yan)。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印結(jié)(jie)果分析一致,說(shuo)明隨著菊粉(fen)含量增加(jia),乳液凝膠體(ti)系變得更加穩(wěn)(wen)定。
圖 3(b)顯示,打印產(chǎn)(chan)品的硬度并未(wei)隨鹽濃度(du)的增加而(er)發(fā)生顯著變化(hua)。然而,打印產(chǎn)品(pin)的黏(nian)附性卻(que)隨著鹽(yan)濃度的升高而(er)逐漸增(zeng)強(qiáng)。具體(ti)而言,PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負(fù)(fu)力分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)果(guo)與流變儀(yi)分析(xi)得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流變(bian)儀分析顯示(shi),鹽的添加會(huì)(hui)導(dǎo)致乳液凝(ning)膠的黏(nian)度和儲(chǔ)能(neng)模量(G′)下降(jiang)。
由于蔗糖分(fen)子體積較小,無(wu)法像大型多(duo)糖分(fen)子那(na)樣形成堅(jiān)固的(de)三維(wei)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此(ci),蔗糖的添加(jia)對(duì)乳液(ye)凝膠的流變(bian)學(xué)特性和(he)結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性影響甚(shen)微。結(jié)果,添加(jia)了蔗(zhe)糖的打(da)印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)測(cè)試(shi)結(jié)果中未(wei)表現(xiàn)(xian)出顯(xian)著差(cha)異。
圖3 含有(you)不同含(han)量菊粉(a)、鹽(b)和(he)蔗糖(c)的(de)3D打印乳液凝(ning)膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)
參考文(wen)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。