近日，仲愷(kai)農業(yè)(ye)工程學(xue)院研(yan)究人(ren)員在國際食品(pin)期刊(kan)《Current Research in Food Science》（中科院(yuan)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。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰(teng)拔Universal TA國產質構(gou)儀用于測定(ding)3D打印乳液凝(ning)膠的硬度(du)和粘附(fu)性等(deng)指標。

菊粉是一(yi)種益生元(yuan)，也是乳(ru)液凝膠的(de)有效質構改(gai)良劑，對于(yu)咀嚼能力下降(jiang)的消費者具有(you)重要商(shang)業(yè)價(jia)值。本研究評估(gu)了菊粉(fen)對 3D 打印(yin)乳液(ye)凝膠的打(da)印精度、結構(gou)完整性和感(gan)官品質的影(ying)響。研究(jiu)成功開發(fā)(fa)出一種基于菊(ju)粉的乳液凝(ning)膠，該凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍(wei)內具有理(li)想的質構和(he)冷凍(dong)穩(wěn)定性。流變學分(fen)析顯示，隨著菊(ju)粉含量的增(zeng)加，凝膠的彈性(xing)顯著提升。在(zai)頻率(lv)掃描(miao)中，儲能模(mo)量（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升至(zhi) 1.08×10? Pa（菊粉(fen)含量 20%）；在振(zhen)蕩掃描中(zhong)，G′從 2.27×103 Pa 上升至(zhi) 7.18×103 Pa。頻率和(he)觸變性(xing)測試表明，無(wu)鹽凝膠(jiao)的儲能模量(liang)（G′）和黏(nian)度最(zui)高。溫度掃(sao)描顯示，在 - 18°C 時(shi)凝膠的模量達(da)到峰值（G′=2.44×10? Pa；損耗(hao)模量 G″=1.09×10? Pa）。值得(de)注意的是，20% 菊(ju)粉凝膠解凍(dong)后的 G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉凝(ning)膠的 G′下降了(le) 76%，這證實高菊(ju)粉含量的(de)凝膠具(ju)有更好的(de)凍融穩(wěn)定(ding)性。電子鼻檢(jian)測和感官(guan)評價表明，菊粉(fen)含量越高，茶籽(zi)油的特征(zheng)氣味越淡(dan)。相關性分析顯(xian)示，硬度與脂肪(fang)感和順滑(hua)感等(deng)感官屬性(xing)呈負(fu)相關，這凸顯(xian)了儀器測量結(jie)果對 3D 打印(yin)食品感官質(zhi)構的預測價值(zhi)。

使用(yong)質構儀進行(xing)測試能夠模擬(ni)并直觀呈(cheng)現(xiàn)乳(ru)液在口腔加工(gong)過程中的(de)行為，為(wei) 3D 打印乳液(ye)凝膠的質構(gou)特性提供有(you)價值的見解(jie)。3D 打印乳(ru)液凝膠產品(pin)的質構儀(yi)測試結(jie)果如圖(tu)3所示。不出所(suo)料，打印產品的(de)硬度隨菊粉含(han)量的(de)增加而成比例(li)上升。圖 3（a）顯(xian)示，含 20.00%（w/v）菊粉的乳(ru)液凝膠硬度(du)最高，測得值為(wei) 108 gf，而配方(fang) PC3 和 PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產品硬度值分(fen)別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖(tu) 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最大負力(li)分別為 - 9 gf、-7 gf和(he) - 24gf，這些(xie)數(shù)值(zhi)代表乳(ru)液凝膠的(de)黏附(fu)性。上(shang)述結果表明，菊(ju)粉含量越(yue)高的乳液越(yue)易吞咽。這(zhe)一發(fā)現(xiàn)(xian)與打印(yin)結果分(fen)析一致(zhi)，說明(ming)隨著(zhe)菊粉(fen)含量增加(jia)，乳液凝(ning)膠體系變(bian)得更(geng)加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯(xian)示，打印產(chan)品的硬度(du)并未隨鹽(yan)濃度的(de)增加而(er)發(fā)生顯著變(bian)化。然而(er)，打印(yin)產品的黏附性(xing)卻隨著(zhe)鹽濃度的升高(gao)而逐漸增強。具(ju)體而言(yan)，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的最(zui)大負(fu)力分別為(wei) - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一(yi)結果與流變儀(yi)分析得出的結(jie)論相悖 —— 流(liu)變儀(yi)分析顯示，鹽的(de)添加會導致(zhi)乳液凝(ning)膠的黏度和儲(chu)能模量（G′）下降(jiang)。

由于蔗(zhe)糖分子(zi)體積較小，無(wu)法像大型多糖(tang)分子那(na)樣形成堅固的(de)三維網(wǎng)絡(luo)結構(gou)。因此，蔗糖(tang)的添加對乳(ru)液凝膠(jiao)的流變學特(te)性和結構(gou)穩(wěn)定(ding)性影響甚微(wei)。結果，添加了(le)蔗糖的打印(yin)產品在質構(gou)儀測試結果(guo)中未(wei)表現(xiàn)出顯(xian)著差異。

圖3 含有(you)不同含量菊粉(fen)（a）、鹽（b）和蔗糖（c）的3D打(da)印乳液凝膠的(de)質構(gou)

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