近日，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在(zai)國際食(shi)品期刊《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大類一區(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。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上(shang)海騰拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(cè)定3D打(da)印乳液凝膠(jiao)的硬度和(he)粘附性等指標(biāo)(biao)。

菊粉是一種益(yi)生元，也(ye)是乳液(ye)凝膠的有效質(zhì)(zhi)構(gòu)改(gai)良劑，對(duì)于咀(ju)嚼能(neng)力下降的(de)消費(fèi)者具有重(zhong)要商(shang)業(yè)價(jià)值。本研(yan)究評(píng)估了(le)菊粉對(duì) 3D 打印乳(ru)液凝膠的打(da)印精(jing)度、結(jié)構(gòu)完整性(xing)和感官品(pin)質(zhì)的影響。研(yan)究成功開(kai)發(fā)出一(yi)種基于菊粉(fen)的乳液凝(ning)膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具有(you)理想的質(zhì)構(gòu)(gou)和冷(leng)凍穩(wěn)定性(xing)。流變學(xué)分(fen)析顯(xian)示，隨著菊(ju)粉含量(liang)的增加，凝膠的(de)彈性顯著提升(sheng)。在頻(pin)率掃描(miao)中，儲(chǔ)能模量（G′）從(cong) 2.99×103 Pa（菊粉含量(liang) 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量(liang) 20%）；在振蕩掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變(bian)性測(cè)試表(biao)明，無鹽凝膠(jiao)的儲(chǔ)能模量（G′）和(he)黏度最(zui)高。溫度掃描顯(xian)示，在 - 18°C 時(shí)凝膠的(de)模量達(dá)到(dao)峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗模(mo)量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的是(shi)，20% 菊粉凝膠解(jie)凍后的 G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降了(le) 76%，這證實(shí)高菊粉(fen)含量的凝(ning)膠具(ju)有更好的凍(dong)融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢測(cè)和(he)感官評(píng)(ping)價(jià)表(biao)明，菊(ju)粉含量越高(gao)，茶籽(zi)油的特(te)征氣味越淡(dan)。相關(guān)性分析顯(xian)示，硬度與脂肪(fang)感和順滑感等(deng)感官屬性(xing)呈負(fù)(fu)相關(guān)，這凸顯了(le)儀器測(cè)(ce)量結(jié)果對(duì) 3D 打印(yin)食品感官質(zhì)構(gòu)(gou)的預(yù)測(cè)價(jià)值。

使用(yong)質(zhì)構(gòu)(gou)儀進(jìn)行測(cè)試(shi)能夠模(mo)擬并直觀呈(cheng)現(xiàn)乳液在口腔(qiang)加工(gong)過程中的行(xing)為，為 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)構(gòu)(gou)特性提供(gong)有價(jià)值的見(jian)解。3D 打印乳液凝(ning)膠產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)(jie)果如圖3所(suo)示。不出所料(liao)，打印產(chǎn)品(pin)的硬度隨菊粉(fen)含量的增加而(er)成比例上(shang)升。圖(tu) 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的(de)乳液凝膠硬(ying)度最高，測(cè)得(de)值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉(fen)的產(chǎn)品硬度值(zhi)分別為 75 gf和 50 gf。此外(wai)，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shù)值(zhi)代表(biao)乳液凝膠(jiao)的黏附性(xing)。上述(shu)結(jié)果表(biao)明，菊粉(fen)含量越高的乳(ru)液越易吞咽(yan)。這一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印結(jié)(jie)果分析一致，說(shuo)明隨著菊粉含(han)量增(zeng)加，乳液凝膠(jiao)體系變得(de)更加(jia)穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打印(yin)產(chǎn)品(pin)的硬度(du)并未隨(sui)鹽濃度的增加(jia)而發(fā)生顯著變(bian)化。然而，打印產(chǎn)(chan)品的黏附性(xing)卻隨著鹽濃度(du)的升(sheng)高而(er)逐漸增(zeng)強(qiáng)。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fù)力分別(bie)為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結(jié)果(guo)與流變儀(yi)分析(xi)得出(chu)的結(jié)(jie)論相悖 —— 流變儀(yi)分析顯(xian)示，鹽(yan)的添加會(huì)導(dǎo)致(zhi)乳液凝膠的(de)黏度和(he)儲(chǔ)能模量（G′）下(xia)降。

由于蔗糖(tang)分子體積較(jiao)小，無法像大型(xing)多糖分子(zi)那樣形(xing)成堅(jiān)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)結(jié)(jie)構(gòu)。因此，蔗(zhe)糖的添(tian)加對(duì)乳(ru)液凝(ning)膠的流變學(xué)(xue)特性和結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性影(ying)響甚微。結(jié)(jie)果，添加了蔗糖(tang)的打印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)(ce)試結(jié)果中未表(biao)現(xiàn)出顯著差異(yi)。

圖3 含(han)有不同含(han)量菊粉（a）、鹽（b）和(he)蔗糖（c）的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。