近日，仲(zhong)愷農(nóng)業(yè)工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在國(guó)際食(shi)品期(qi)刊《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大類一區(qū)(qu)，IF：7）發(fā)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(gai)論文(wen)中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(cè)定(ding)3D打印(yin)乳液(ye)凝膠的(de)硬度(du)和粘附性(xing)等指標(biāo)。

菊粉是(shi)一種益生元(yuan)，也是乳液凝(ning)膠的有效質(zhì)構(gòu)(gou)改良劑(ji)，對(duì)于咀(ju)嚼能力(li)下降(jiang)的消費(fèi)(fei)者具有重(zhong)要商業(yè)價(jià)(jia)值。本研究評(píng)(ping)估了菊(ju)粉對(duì) 3D 打印乳(ru)液凝膠的打印(yin)精度、結(jié)構(gòu)完整(zheng)性和(he)感官(guan)品質(zhì)的影響(xiang)。研究成功(gong)開(kāi)發(fā)出一(yi)種基(ji)于菊粉的(de)乳液凝(ning)膠，該凝膠(jiao)在 - 18°C 至 25°C 范圍內(nèi)(nei)具有理想的(de)質(zhì)構(gòu)和冷凍穩(wěn)(wen)定性。流變學(xué)(xue)分析顯示，隨(sui)著菊粉含量的(de)增加，凝膠(jiao)的彈性顯著(zhu)提升。在頻率掃(sao)描中(zhong)，儲(chǔ)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 20%）；在振蕩(dang)掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸變性(xing)測(cè)試表明(ming)，無(wú)鹽凝(ning)膠的儲(chǔ)能(neng)模量（G′）和黏度(du)最高。溫度掃描(miao)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(sun)耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得(de)注意的是，20% 菊(ju)粉凝膠(jiao)解凍后(hou)的 G′僅下(xia)降 65%，而 6.7% 菊粉凝(ning)膠的 G′下(xia)降了 76%，這證實(shí)(shi)高菊粉含量的(de)凝膠(jiao)具有更好的凍(dong)融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢測(cè)和感(gan)官評(píng)價(jià)表明(ming)，菊粉(fen)含量(liang)越高，茶(cha)籽油的特(te)征氣味越淡(dan)。相關(guān)性分析顯(xian)示，硬度與(yu)脂肪感和(he)順滑(hua)感等感官屬(shu)性呈負(fù)相關(guān)(guan)，這凸顯(xian)了儀器測(cè)量(liang)結(jié)果對(duì) 3D 打印食(shi)品感官(guan)質(zhì)構(gòu)的預(yù)(yu)測(cè)價(jià)值。

使用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)(ce)試能(neng)夠模(mo)擬并直(zhi)觀呈現(xiàn)乳(ru)液在(zai)口腔(qiang)加工過(guò)程(cheng)中的行為，為 3D 打(da)印乳液(ye)凝膠的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性提(ti)供有價(jià)值(zhi)的見(jiàn)解(jie)。3D 打印乳(ru)液凝(ning)膠產(chǎn)品的(de)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)(jie)果如圖3所示(shi)。不出(chu)所料(liao)，打印產(chǎn)品的(de)硬度隨菊(ju)粉含(han)量的增加而成(cheng)比例上升。圖(tu) 3（a）顯示，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液凝膠(jiao)硬度最高，測(cè)得(de)值為 108 gf，而配方 PC3 和(he) PC2 中含(han) 20.00%（w/v）菊粉的產(chǎn)品硬(ying)度值分別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯(xian)示 PC4、PC3 和 PC2 的(de)最大負(fù)力分(fen)別為 - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這(zhe)些數(shù)值代表乳(ru)液凝膠的(de)黏附性(xing)。上述結(jié)果(guo)表明，菊粉含量(liang)越高(gao)的乳液越易吞(tun)咽。這一發(fā)現(xiàn)與(yu)打印結(jié)果(guo)分析(xi)一致，說(shuō)明(ming)隨著菊粉含(han)量增加(jia)，乳液凝(ning)膠體系變得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示，打(da)印產(chǎn)品的硬度(du)并未隨鹽(yan)濃度的增加(jia)而發(fā)(fa)生顯著變化(hua)。然而，打印產(chǎn)(chan)品的黏附(fu)性卻隨(sui)著鹽(yan)濃度的升(sheng)高而逐漸增(zeng)強(qiáng)。具體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最大負(fù)(fu)力分別為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和(he) - 75gf。這一結(jié)果與流(liu)變儀分析得(de)出的結(jié)論相(xiang)悖 —— 流變儀分析(xi)顯示，鹽的添加(jia)會(huì)導(dǎo)(dao)致乳液凝膠(jiao)的黏度(du)和儲(chǔ)(chu)能模(mo)量（G′）下(xia)降。

由于蔗糖(tang)分子體積較(jiao)小，無(wú)(wu)法像大型多(duo)糖分子那樣(yang)形成堅(jiān)固的三(san)維網(wǎng)絡(luò)結(jié)(jie)構(gòu)。因此，蔗糖(tang)的添加(jia)對(duì)乳液凝膠的(de)流變學(xué)特性(xing)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性影響甚微(wei)。結(jié)果，添(tian)加了蔗(zhe)糖的打(da)印產(chǎn)(chan)品在質(zhì)構(gòu)儀測(cè)(ce)試結(jié)果中未表(biao)現(xiàn)出顯著(zhu)差異。

圖3 含有不(bu)同含量菊(ju)粉（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的(de)3D打印乳液凝(ning)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。