摘要： 【目的】構(gòu)建多元化的復(fù)配凝膠體系，以豐富3D 打印原料的種類(lèi)?！痉椒ā坎捎脝我蛩睾晚憫?yīng)面試驗(yàn)對(duì)高酰基結(jié)冷膠（high acyl gellan gum，HAGG）、魔芋膠（konjac gum，KG） 和羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC） 3 種凝膠材料進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)測(cè)定黏度、色差和流動(dòng)性，并結(jié)合感官評(píng)價(jià)等方法，優(yōu)化凝膠體系的配方，系統(tǒng)分析凝膠體系的特性和3D 打印效果?！窘Y(jié)果】復(fù)配3D 打印凝膠體系的最佳配方為：以50 g去離子水為基質(zhì)，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加HAGG 1.5%、KG 1.5% 和CMC 0.4%，此配方條件下獲得3D 打印產(chǎn)品的色差值L*、a*和b*分別為70.69、?131.00 和352.31，黏度為56 873.00 mPa?s，流動(dòng)性為0.98 mm/min，感官評(píng)分為94.00，打印效果最好，獲得的樣品在室溫下可長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的形狀?！窘Y(jié)論】HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠的各成分之間具有良好的協(xié)同效應(yīng)。研究獲得了一種可用于3D 打印的凝膠體系配方，為3D 打印食品原料的開(kāi)發(fā)及食品凝膠類(lèi)產(chǎn)品的新應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 3D 打??；高酰基結(jié)冷膠；魔芋膠；羧甲基纖維素；響應(yīng)面法

中圖分類(lèi)號(hào)： TS217 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1004–390X （2024） 05?0106?11

3D 打印技術(shù)是一種通過(guò)堆疊、成型、逐層打印預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)而獲得產(chǎn)品的新興加工技術(shù)[1-2]。食品3D 打印是在3D 打印技術(shù)基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種快速食品生產(chǎn)方式[3]，可以根據(jù)人們的喜好定制食品的形狀和營(yíng)養(yǎng)組成搭配[4]。近年來(lái)，針對(duì)個(gè)性化食品和速食食品的綠色、健康、安全的3D 打印材料主要包括淀粉、油脂、凝膠和蛋白質(zhì)[5]，然而，這些材料并不適用于所有原料打印，因此亟需研究和開(kāi)發(fā)新型打印材料。

結(jié)冷膠（gellan gum，GG） 是一種陰離子細(xì)菌胞外代謝多糖，屬于鞘氨醇單胞菌屬類(lèi)[6]，具有多功能性、易加工性、生物相容性、交聯(lián)能力、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、良好復(fù)配性、凝膠效率高等特點(diǎn)[7]，可分為高?；Y(jié)冷膠（high acyl gellan gum，HAGG）和低?；Y(jié)冷膠（low acyl gellan gum，LAGG）[8]。其中，HAGG 是細(xì)菌發(fā)酵直接產(chǎn)生的天然多糖，其葡萄糖殘基上有1 個(gè)甘油?；?，是一種柔軟、有彈性和不易碎的凝膠[9]；LAGG 是HAGG 脫?；漠a(chǎn)物，是堅(jiān)硬、無(wú)彈性和易碎的凝膠[10-12]。HAGG 在高溫下更穩(wěn)定[10]，更適合用于凝膠復(fù)配。魔芋膠（konjac gum，KG） 干物質(zhì)含量高達(dá)80%，具有良好的水溶性和凝膠性，主要成分為葡甘露聚糖[13]；其相對(duì)分子質(zhì)量大，水合能力強(qiáng)，不帶電荷，黏度高，具有獨(dú)特的凝膠性能和優(yōu)良的增稠性能[14]，在特定環(huán)境條件下可形成熱穩(wěn)定凝膠。羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC） 是纖維素羧甲基化的一類(lèi)衍生物[15]，主鏈結(jié)構(gòu)是由基于β-1，4 糖苷鍵連接D-葡萄糖形成的纖維素聚合物[16]；其對(duì)光熱穩(wěn)定，在冷水或熱水中均可溶解[17]。此外，CMC 還含有大量—OH和—COOH 基團(tuán)[18]，可與Fe3+、Al3+、La3+等多價(jià)金屬陽(yáng)離子交聯(lián)，用于制備具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)較為穩(wěn)定且牢固的凝膠[19]。本研究基于具有較強(qiáng)增稠作用和較高黏度的HAGG、KG 和CMC3 種食品膠體進(jìn)行多元復(fù)配，并結(jié)合3D 打印技術(shù)，研究一種可用于食品3D 打印的復(fù)合型食品凝膠體系，為后續(xù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試HAGG 產(chǎn)自鄲城財(cái)鑫糖業(yè)有限責(zé)任公司，KG 產(chǎn)自上海鑫泰實(shí)業(yè)有限公司，CMC 產(chǎn)自源葉生物科技有限公司。

1.2 主要儀器和設(shè)備

Lucky bot ONE 食品巧克力打印機(jī)，鹽城威布三維科技有限公司；NR200 經(jīng)濟(jì)型臥式色差儀，三恩馳科技有限公司；NDJ-8S 數(shù)字式黏度計(jì)，上海菁海儀器有限公司；FA2104 電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；EU-K1-20TQ超純水器，南京歐凱環(huán)境科技有限公司；WB-2000水浴鍋，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；JYC-21CS2電磁爐，山東九陽(yáng)小家電有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠體系的單因素試驗(yàn)

設(shè)計(jì)基礎(chǔ)配方，以50 g 去離子水為基質(zhì)，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加HAGG 2.0%、KG 1.5%、CMC 0.2%。固定基礎(chǔ)配方其余各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別調(diào)整HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%、1.5% 和2.0%，KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%、1.5% 和2.0%，CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%、0.4% 和0.6%，以凝膠體系的感官評(píng)分（標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1）、流動(dòng)性、黏度、色差和3D 打印效果為指標(biāo)，評(píng)價(jià)不同因素對(duì)HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠體系3D 打印效果的影響。

1.3.2 HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠體系的響應(yīng)面試驗(yàn)

以HAGG、KG 和CMC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為自變量，以3 個(gè)因素在凝膠體系中的單因素試驗(yàn)結(jié)果為參考，選擇3 個(gè)因素的水平值（表2），以感官評(píng)分為響應(yīng)值，使用Design-Expert 13 軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次回歸擬合，用于評(píng)價(jià)復(fù)配凝膠體系的打印效果。

1.3.3 3D 打印流程

基于熔融沉積成型的3D 打印機(jī)， 評(píng)價(jià)HAGGKG-CMC 凝膠體系的印刷性能。用3DS MAX 軟件建立所需打印的三維長(zhǎng)方體模型（30 mm×30 mm×30 mm），用Cure 15.04 軟件切片。將配制好的復(fù)配凝膠裝入直徑20 mm、長(zhǎng)75 mm 的專(zhuān)用料筒中，設(shè)置模型底層厚度4.0 mm、層厚0.5 mm，塑料針頭0.6 mm，噴嘴溫度28 ℃，熱床溫度28 ℃，內(nèi)部填充密度0%，底部頂部填充密度0%，打印速度30 mm/s，打印溫度45 ℃。

1.3.4 HAGG-KG-CMC 凝膠體系特性的測(cè)定

（1） 黏度

采用NDJ-5S 數(shù)字式黏度計(jì)，設(shè)置儀器參數(shù)為4 號(hào)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速12 r/min、樣品溫度35 ℃，測(cè)定所有HAGG-KG-CMC 混合凝膠的黏度。

（2） 流動(dòng)性

采用三角形固定試管的測(cè)量方式，選取長(zhǎng)度180 mm、直徑100 mm 的試管，設(shè)置傾斜角度為60 °，試管間測(cè)量間隙為50 mm，用滴管滴加樣品后用刮板刮去多余樣品，通過(guò)凝膠在試管中流動(dòng)的距離（L） 和測(cè)量時(shí)間（即流動(dòng)時(shí)間T，30 min）計(jì)算流動(dòng)性（A），計(jì)算公式為：A=L/T。

（3） 色澤

采用三恩手持式色差儀測(cè)定混合凝膠及打印產(chǎn)品的色澤，記錄測(cè)試樣品的色差值L* （亮度）、a* （紅色/綠色） 和b* （黃色/藍(lán)色）[20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 27 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。凝膠體系特性的測(cè)定試驗(yàn)重復(fù)3 次，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示；使用Origin 2022 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 添加HAGG 對(duì)復(fù)配凝膠體系黏度、流動(dòng)性和色差的影響

由圖1 可知：隨著HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)配凝膠的黏度顯著增大，流動(dòng)性顯著降低（Plt;0.05），表明溶液的假塑性逐漸增強(qiáng)。添加1.0%和1.5% HAGG 時(shí)，復(fù)配凝膠的流動(dòng)性較強(qiáng)，打印過(guò)程中膠體支撐力不足，不利于3D 打印；添加2.0% HAGG 時(shí)，其與KG、CMC 復(fù)配的凝膠具有良好的流動(dòng)性，假塑性高，支撐力良好，打印過(guò)程中擠出的膠體連續(xù)性好，外觀光滑，是最適合3D 打印的復(fù)配凝膠。由表3 可知：HAGG的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠以及打印后樣品的L*、a*和b*值有顯著影響，HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，形成凝膠的能力越強(qiáng)，透明度越低，HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠打印前、后樣品的L*值差值越大，這是凝膠中的水分在打印和擠壓過(guò)程中釋放的結(jié)果；打印前的a*值和b*值為正值，說(shuō)明形成的復(fù)配凝膠為橙色，且顏色隨著HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而變深；而以添加1.5% 和2.0% HAGG 復(fù)配凝膠打印的樣品，其a*值均為負(fù)值，即更傾向于藍(lán)綠色，表明印刷過(guò)程對(duì)材料的顏色有影響。

2.1.2 添加KG 對(duì)復(fù)配凝膠體系黏度、流動(dòng)性和色差的影響

由圖2 可知：隨著KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)配凝膠的黏度顯著升高，流動(dòng)性顯著降低（Plt;0.05）。KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0% 時(shí)，復(fù)配膠體較稀，流動(dòng)性過(guò)高，支撐力不足；KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5% 時(shí)，流動(dòng)性適中，與HAGG 和CMC 互溶且具有協(xié)同作用，假塑性最好，最有利于打印擠壓，支撐力良好；KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0% 時(shí)，復(fù)配膠體過(guò)于黏稠，流動(dòng)性差。由表4 可知：隨著KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，打印前HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠L*值的組間差異逐漸增大，但打印后各組樣品的L*值無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）；打印前各組樣品的a*值均為正值，而以添加1.0% 和1.5% KG 復(fù)配凝膠打印的樣品，其a*值均為負(fù)值；打印前各組樣品的b*值存在顯著差異（Plt;0.05），而打印后各組樣品的b*值無(wú)顯著差異。這說(shuō)明打印過(guò)程對(duì)材料的顏色有影響。

2.1.3 添加CMC 對(duì)復(fù)配凝膠體系黏度、流動(dòng)性和色差的影響

由圖3 可知：復(fù)配凝膠的黏度也隨著CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而顯著增加，當(dāng)CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2% 時(shí)，其黏度約為水的黏度；但CMC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)配凝膠體系的流動(dòng)性無(wú)顯著影響（Pgt;0.05）。由表5 可知：CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)樣品的色澤有顯著影響，隨著CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，L*、a*和b*值均有所增大，且打印后的L*、a*和b*值較打印前增大，表明CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加有助于提高膠體的亮度值，增強(qiáng)透明度。

2.1.4 感官評(píng)定及3D 打印效果分析

由圖4 和圖5 可知：隨著HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，產(chǎn)品的成型和疊層效果逐漸改善，當(dāng)HAGG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0% 時(shí)，產(chǎn)品效果最佳，感官評(píng)分最高。產(chǎn)品的成型以及疊層效果隨著KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈先升高后降低趨勢(shì)，當(dāng)KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5% 時(shí)，感官評(píng)分最高，塑性效果最好；當(dāng)KG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0% 和2.0% 時(shí)，打印效果最差，擠出過(guò)程中斷點(diǎn)較多。隨著CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，凝膠體系的感官評(píng)分逐漸降低，產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)斷給、不成型現(xiàn)象， 打印效果越差， 當(dāng)CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2% 時(shí)，塑性效果最好，感官評(píng)分最高。因此，選擇2.0% HAGG、1.5% KG和0.2% CMC 進(jìn)行下一步的試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)配凝膠體系

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)配凝膠體系試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（A）、KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（B）、CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（C） 3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，結(jié)果如表6 所示。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次回歸擬合，得到多元二次回歸方程： Y=?123.750+235.000A+198.500B+277.500C?4.000AB+160.000AC?140.000BC?116.500A2?118.000B2?1 550.000C2。

由表7 可知： 回歸模型的檢驗(yàn)值（F） 為126.59，且該回歸模型對(duì)響應(yīng)值（感官評(píng)分） 的影響極顯著（Plt;0.01）；修正系數(shù)（R2） 為0.99，說(shuō)明模型具有良好的擬合效果；標(biāo)準(zhǔn)差為2.01，變異系數(shù)為2.75%，表明該模型具有良好的可重復(fù)性；信噪比為29.447 9，說(shuō)明該模型有較高的可信度。根據(jù)F 值的大小，判斷各因素對(duì)感官評(píng)分的影響順序?yàn)锳gt;Cgt;B；HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠體系3D打印效果感官評(píng)分的回歸方程與響應(yīng)面值極顯著相關(guān)（Plt;0.000 1），且失擬項(xiàng)不顯著（Pgt;0.1），表明該模型可以充分?jǐn)M合試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2.2 不同原料的交互作用對(duì)復(fù)配凝膠體系的影響

由圖6 可知：HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)和KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)復(fù)配凝膠體系有顯著影響，HAGG質(zhì)量分?jǐn)?shù)和CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)復(fù)配凝膠體系有極顯著影響，其響應(yīng)面坡度較陡峭，等高線為呈橢圓形；而KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)和CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)交互作用的等高線近似呈圓形，交互作用較小。根據(jù)不同原料之間的交互作用、三維響應(yīng)面的坡度以及等高線的密集程度，得出各原料對(duì)復(fù)配凝膠體系感官評(píng)分的影響順序?yàn)镠AGGgt;KGgt;CMC。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)及結(jié)果

根據(jù)響應(yīng)面分析得到3D 打印的最佳配方為：以50 g 去離子水為基質(zhì)，HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，在該條件下的感官評(píng)分為94.00，接近響應(yīng)面法的理論值，且與實(shí)際結(jié)果吻合，說(shuō)明采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化HAGG-KG-CMC 復(fù)配凝膠配方是可行的。

2.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)3D 打印效果

由圖7 可知：復(fù)配膠體的黏度、流動(dòng)性與HAGG、KG 和CMC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān)，HAGG 和KG 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，凝膠體系的流動(dòng)性越差，但黏度越高；CMC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)凝膠體系的流動(dòng)性和黏度幾乎沒(méi)有影響。由表8 可知：打印前的膠體色澤優(yōu)于打印后樣品的色澤，這可能是因?yàn)榇蛴∵^(guò)程中水分的釋放，使膠體亮度降低，但變化不明顯。

結(jié)合3D 打印效果（圖8） 可知：復(fù)配凝膠的打印效果與HAGG、KG 和CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)密切相關(guān)。當(dāng)HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4% 時(shí)（樣品16），復(fù)配凝膠打印過(guò)程中線條連續(xù)擠出且層層堆疊，具有較好的支撐力，無(wú)坍塌變形，從而促使打印結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，3D 打印效果最佳。

3 討論

HAGG 是一種穩(wěn)定的陰離子凝膠劑，能夠在溶液中形成分子間作用力穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)，2 條分子鏈按順時(shí)針?lè)较蛐纬善叫械碾p螺旋，雙螺旋還可以聚在一起形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；加熱攪拌可使三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和雙螺旋解體，形成不規(guī)則的線狀結(jié)構(gòu)，并迅速降低溶液的黏度；而當(dāng)剪切率或熱效應(yīng)消除后，分子結(jié)構(gòu)可恢復(fù)至網(wǎng)狀，并增加黏度，從而表現(xiàn)為強(qiáng)烈的假塑性，其中，低質(zhì)量濃度的HAGG 具有黏度高[21]、穩(wěn)定性與復(fù)配性良好、凝膠效率高[7]等特點(diǎn)。趙越等[20]研究表明：加入HAGG 后，羧甲基纖維素鈉復(fù)合物的假塑性增加，黏度系數(shù)升高，流體系數(shù)降低，復(fù)合物的動(dòng)態(tài)凝膠流變性較低；隨著HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，流變性的變化更加明顯。董茗洋等[2]研究發(fā)現(xiàn)：復(fù)配的食品膠體可顯著提高馬鈴薯淀粉基材的打印特性，增強(qiáng)凝膠體系的黏稠度，加入HAGG 后還可使凝膠樣品呈現(xiàn)良好的色澤，形成良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高凝膠體系的打印穩(wěn)定性。結(jié)冷膠具有良好的流變性和黏性，但脆性大，添加量低時(shí)容易發(fā)生斷裂[22]。從本研究結(jié)果可知：HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0% 時(shí)，能夠有效增強(qiáng)復(fù)配凝膠體系的黏稠度，改善其3D 打印特性。

KG 是一種可食用膠體，可與大多數(shù)陰陽(yáng)離子、非離子型食用膠復(fù)配，且均具有協(xié)同、互溶和增效的作用，而高質(zhì)量濃度的KG 溶液是一種典型的假塑性流體，其黏度極高[23]。葡甘露聚糖是構(gòu)成KG 的主要成分，其溶于水后形成膠體溶液，充分溶脹后形成的KG 更加均勻，也是食用膠中黏度最高的一種典型假塑性流體。當(dāng)復(fù)配溶液中KG 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1% 時(shí)，其黏度可高達(dá)10 000～20 000 mPa?s[24]。曾瑞琪等[25]研究發(fā)現(xiàn)：KG和黃原膠的復(fù)配凝膠體系具有假塑性，且其動(dòng)態(tài)黏度隨KG 添加比例的增加而升高，但流體系數(shù)隨KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低。王浩等[24]研究表明：KG 對(duì)藍(lán)莓凝膠體系的打印特性、流變學(xué)性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性都有顯著影響。本研究也表明：KG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5% 時(shí)，凝膠體系流動(dòng)性適中，且與HAGG 和CMC 協(xié)同、互溶，假塑性最佳，最有利于打印擠壓。

CMC 是一種陰離子聚合物，在高質(zhì)量濃度的CMC 中，未被吸附的CMC 在分子鏈的構(gòu)象中形成隨機(jī)、無(wú)序的節(jié)點(diǎn)，從而增加溶液的黏度[20]；當(dāng)CMC 質(zhì)量濃度繼續(xù)增加時(shí)， 分子本身含有—OH，自身發(fā)生氫鍵結(jié)合反應(yīng)，進(jìn)一步增加黏度。楊釵等[15]利用β-環(huán)糊精和CMC 制成多糖復(fù)合物作為Pickering 乳液體系的3D 打印墨水，并通過(guò)調(diào)整β-環(huán)糊精與CMC 的配比，使乳液形成穩(wěn)定的界面膜結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明：親水性的CMC 可以調(diào)節(jié)β-環(huán)糊精的乳化性能，使乳液達(dá)到所需的兩親性，從而增強(qiáng)Pickering 乳液的穩(wěn)定性及平滑性，降低界面張力。結(jié)合本研究結(jié)果可以看出：0.2% CMC 能有效提高復(fù)配凝膠體系的穩(wěn)定性、黏度和自我支撐能力。KIM 等[26]以CMC、ZnO 和果膠為生物打印油墨制備薄膜，通過(guò)對(duì)薄膜進(jìn)行電鏡掃描發(fā)現(xiàn)：生物打印油墨可以增加薄膜的延展性和機(jī)械性能。上述研究均驗(yàn)證了CMC 能夠顯著影響復(fù)配凝膠體系流變學(xué)性質(zhì)、黏度和3D 打印特性的結(jié)論，與本研究結(jié)果一致。

本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，將HAGG、KG和CMC 3 種高黏度材料進(jìn)行復(fù)配，隨著3 種膠體添加比例的增加，凝膠體系的假塑性升高，黏度增強(qiáng)，流動(dòng)性降低，打印效果較好，性質(zhì)更加穩(wěn)定，在一定程度上填補(bǔ)了單一膠體的不足，可以用于后續(xù)產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)。但本研究?jī)H進(jìn)行了流變學(xué)特性、黏度、色差和3D 打印效果的研究，尚未進(jìn)行更深層次的質(zhì)構(gòu)、電鏡掃描等試驗(yàn)，后續(xù)將進(jìn)行更深入、細(xì)致的研究。

4 結(jié)論

本研究以HAGG、KG、CMC 為凝膠材料，通過(guò)單因素結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn)確定HAGG-KG-CMC三元復(fù)配凝膠的最優(yōu)配比為：以50 g 去離子水為基質(zhì)，在HAGG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、KG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4% 時(shí)，制成的凝膠體系感官評(píng)分為94.00，3D 打印產(chǎn)品的L*、a*和b*值分別為70.69、?131.00 和352.31，黏度為56 873.00 mPa?s，流動(dòng)性為0.98 mm/min，打印效果最佳，獲得的樣品在室溫下可長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的形狀。研究結(jié)果為食品3D 打印材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

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責(zé)任編輯：何謦成

基金項(xiàng)目：云南省基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)青年項(xiàng)目（202101AU070084）；云南農(nóng)業(yè)大學(xué)科研啟動(dòng)基金（KY2019-24）；云南省基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)面上項(xiàng)目（202301AT070505）。