近日，仲愷農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)院研究(jiu)人員在國(guó)際食(shi)品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中(zhong)科院大(da)類一區(qū)，IF：7）發(fā)表(biao)了題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研(yan)究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(cè)定3D打(da)印乳液凝膠的(de)硬度(du)和粘附性等指(zhi)標(biāo)。

菊粉是一種益(yi)生元，也是(shi)乳液(ye)凝膠的有(you)效質(zhì)構(gòu)改(gai)良劑(ji)，對(duì)于咀嚼能(neng)力下降的消費(fèi)(fei)者具有(you)重要商業(yè)(ye)價(jià)值(zhi)。本研究(jiu)評(píng)估(gu)了菊(ju)粉對(duì) 3D 打(da)印乳液(ye)凝膠的打(da)印精度、結(jié)構(gòu)(gou)完整性和感官(guan)品質(zhì)(zhi)的影響。研(yan)究成功開(kāi)發(fā)(fa)出一種基(ji)于菊粉(fen)的乳液凝膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至 25°C 范圍(wei)內(nèi)具有理想的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)和冷凍(dong)穩(wěn)定性。流變學(xué)分(fen)析顯示(shi)，隨著菊粉含(han)量的增(zeng)加，凝膠的(de)彈性(xing)顯著提升(sheng)。在頻率(lv)掃描(miao)中，儲(chǔ)能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含量(liang) 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊粉含(han)量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上升至 7.18×103 Pa。頻率(lv)和觸變性測(cè)試(shi)表明，無(wú)鹽(yan)凝膠的儲(chǔ)能(neng)模量(liang)（G′）和黏(nian)度最高(gao)。溫度(du)掃描顯示，在 - 18°C 時(shí)(shi)凝膠(jiao)的模(mo)量達(dá)到峰(feng)值（G′=2.44×10? Pa；損耗模量(liang) G″=1.09×10? Pa）。值得注(zhu)意的是，20% 菊(ju)粉凝膠解(jie)凍后的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降(jiang)了 76%，這證實(shí)高菊(ju)粉含量的凝(ning)膠具有更(geng)好的凍(dong)融穩(wěn)(wen)定性。電子(zi)鼻檢測(cè)和感(gan)官評(píng)價(jià)表明(ming)，菊粉含量(liang)越高(gao)，茶籽(zi)油的(de)特征氣味(wei)越淡。相關(guān)性(xing)分析顯(xian)示，硬度(du)與脂肪感和順(shun)滑感等(deng)感官(guan)屬性呈負(fù)相(xiang)關(guān)，這凸顯了(le)儀器測(cè)量(liang)結(jié)果對(duì)(dui) 3D 打印食(shi)品感(gan)官質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)(jin)行測(cè)試能(neng)夠模(mo)擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳液在(zai)口腔(qiang)加工過(guò)程中的(de)行為(wei)，為 3D 打印乳(ru)液凝膠的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性提(ti)供有價(jià)值的(de)見(jiàn)解。3D 打印乳(ru)液凝(ning)膠產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)(gou)儀測(cè)試結(jié)(jie)果如圖3所示。不(bu)出所(suo)料，打印(yin)產(chǎn)品的硬(ying)度隨(sui)菊粉含(han)量的增加而(er)成比(bi)例上升。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝(ning)膠硬度最(zui)高，測(cè)得(de)值為 108 gf，而(er)配方(fang) PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度值(zhi)分別(bie)為 75 gf和 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示 PC4、PC3 和(he) PC2 的最大(da)負(fù)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值(zhi)代表乳液凝(ning)膠的黏附(fu)性。上述結(jié)果表(biao)明，菊粉(fen)含量(liang)越高的乳液越(yue)易吞(tun)咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印(yin)結(jié)果分(fen)析一(yi)致，說(shuō)明隨(sui)著菊粉含(han)量增加，乳液凝(ning)膠體(ti)系變(bian)得更加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品(pin)的硬度并未(wei)隨鹽濃(nong)度的(de)增加而發(fā)生顯(xian)著變化。然(ran)而，打印產(chǎn)品(pin)的黏附(fu)性卻隨著(zhe)鹽濃度的(de)升高(gao)而逐漸增強(qiáng)(qiang)。具體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大負(fù)力分(fen)別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結(jié)(jie)果與流變(bian)儀分析(xi)得出的結(jié)論(lun)相悖 —— 流(liu)變儀分析顯(xian)示，鹽的添加會(huì)(hui)導(dǎo)致乳(ru)液凝膠的(de)黏度(du)和儲(chǔ)(chu)能模量（G′）下降(jiang)。

由于蔗糖(tang)分子體積(ji)較小，無(wú)法(fa)像大型多(duo)糖分子那樣(yang)形成(cheng)堅(jiān)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)(luo)結(jié)構(gòu)(gou)。因此，蔗(zhe)糖的(de)添加對(duì)乳(ru)液凝(ning)膠的流(liu)變學(xué)特(te)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性影響甚(shen)微。結(jié)果(guo)，添加了(le)蔗糖的打(da)印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)測(cè)試結(jié)果中未(wei)表現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有不同含(han)量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗(zhe)糖（c）的3D打印乳(ru)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。