近日，仲愷農業(yè)(ye)工程學院研(yan)究人員在(zai)國際食(shi)品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)大類一區(qū)，IF：7）發(fā)(fa)表了題為"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的(de)研究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔Universal TA國產質構(gou)儀用(yong)于測定(ding)3D打印乳(ru)液凝膠(jiao)的硬(ying)度和粘(zhan)附性等指標(biao)。

菊粉(fen)是一種益生(sheng)元，也是乳液凝(ning)膠的有效(xiao)質構改良(liang)劑，對于(yu)咀嚼能力下(xia)降的消(xiao)費者(zhe)具有重要商業(yè)(ye)價值。本研(yan)究評估了(le)菊粉(fen)對 3D 打印乳液(ye)凝膠的打(da)印精度(du)、結構完整性(xing)和感官品(pin)質的影響。研究(jiu)成功(gong)開發(fā)出(chu)一種(zhong)基于(yu)菊粉(fen)的乳(ru)液凝膠，該凝膠(jiao)在 - 18°C 至 25°C 范圍內(nei)具有理想(xiang)的質構和冷(leng)凍穩(wěn)(wen)定性。流變學分析顯(xian)示，隨著菊粉(fen)含量的增加(jia)，凝膠的彈性顯(xian)著提升。在頻率(lv)掃描中，儲能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉含(han)量 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量(liang) 20%）；在振蕩掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變(bian)性測試表明，無(wu)鹽凝膠(jiao)的儲(chu)能模量（G′）和黏(nian)度最高。溫度掃(sao)描顯(xian)示，在 - 18°C 時凝膠的(de)模量(liang)達到(dao)峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗模量(liang) G″=1.09×10? Pa）。值得(de)注意的(de)是，20% 菊粉(fen)凝膠解凍后的(de) G′僅下降 65%，而(er) 6.7% 菊粉(fen)凝膠的 G′下降了(le) 76%，這證實高(gao)菊粉含(han)量的凝膠(jiao)具有更好的凍(dong)融穩(wěn)(wen)定性。電子鼻檢(jian)測和感(gan)官評價表(biao)明，菊粉(fen)含量(liang)越高，茶(cha)籽油的特征(zheng)氣味越淡(dan)。相關性(xing)分析顯示，硬(ying)度與(yu)脂肪感和順滑(hua)感等(deng)感官屬性呈(cheng)負相關，這凸顯(xian)了儀器測量(liang)結果對 3D 打印食(shi)品感官質(zhi)構的預測價值(zhi)。

使用質構儀(yi)進行(xing)測試能夠模擬(ni)并直觀呈(cheng)現乳液(ye)在口腔加(jia)工過(guo)程中的行為(wei)，為 3D 打印乳液凝(ning)膠的質構特性(xing)提供有(you)價值的見解(jie)。3D 打印乳液凝(ning)膠產品(pin)的質構儀測(ce)試結果如圖(tu)3所示(shi)。不出所料，打(da)印產品的硬(ying)度隨菊粉含量(liang)的增加(jia)而成比例上(shang)升。圖(tu) 3（a）顯示，含(han) 20.00%（w/v）菊粉(fen)的乳液凝膠硬(ying)度最高，測得值(zhi)為 108 gf，而配方(fang) PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的產品硬(ying)度值分(fen)別為 75 gf和 50 gf。此外(wai)，圖 3（a）顯示 PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負(fu)力分別(bie)為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些數(shu)值代表乳(ru)液凝膠的黏附(fu)性。上述結(jie)果表明，菊粉(fen)含量越高(gao)的乳液越(yue)易吞咽(yan)。這一(yi)發(fā)現與打(da)印結果分析一(yi)致，說明(ming)隨著菊(ju)粉含量增加，乳(ru)液凝膠體系(xi)變得更(geng)加穩(wěn)定(ding)。

圖 3（b）顯示(shi)，打印產品的硬(ying)度并未隨鹽濃(nong)度的增加而(er)發(fā)生顯著(zhu)變化。然而(er)，打印產(chan)品的黏附性(xing)卻隨著鹽濃度(du)的升高而逐(zhu)漸增強。具(ju)體而言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負力分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結果(guo)與流變(bian)儀分析得出(chu)的結論相悖 —— 流(liu)變儀分(fen)析顯示，鹽的添(tian)加會(hui)導致乳液凝膠(jiao)的黏度和(he)儲能模量（G′）下(xia)降。

由于蔗(zhe)糖分子體積較(jiao)小，無法像(xiang)大型多糖(tang)分子(zi)那樣形(xing)成堅(jian)固的三維(wei)網絡(luo)結構。因此，蔗糖(tang)的添加對乳液(ye)凝膠的流變學(xue)特性(xing)和結構穩(wěn)定(ding)性影響甚微(wei)。結果，添加了(le)蔗糖的(de)打印產(chan)品在質構儀測(ce)試結果中未(wei)表現出顯著差(cha)異。

圖3 含有不同含(han)量菊(ju)粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖（c）的3D打印(yin)乳液(ye)凝膠的質(zhi)構

參考文(wen)獻：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。