食品3D打印中的食品材料特性与应用研究进展

FOOD&MACHINERY

第

３９

卷第

７

期总第

２６１

期

|２０２３

年

７

月

|

DOI

:

１０．１３６５２

/

j

．s

pj

x．１００３．５７８８．２０２２．８１０６９０３Ｇ５７８８２０２３０７Ｇ０００１Ｇ０５

[

文章编号

]

１０

()

食品

３D

打印中的食品材料特性与应用研究进展

Researchonthecharacteristicsandalicationo

foodmaterialsinfood３D

pp

f

p

rintin

g

童

TONGQ

强

１

姜

ian

g

１

JIAN

宇

１

佟

GYu

１

TON

垚

１

蒙玉祥

１

董秀萍

２

(

GYao

１

MENGYuＧxian

１．

g

１

DONGXiuＧ

p

in

g

２

大连工业大学机械工程与自动化学院

,

辽宁大连

(

１．

C

　１１６０３４

;

２．

大连工业大学食品学院

,

辽宁大连

　１１

)

L

o

i

l

a

l

o

e

n

g

i

e

n

o

g

f

１１

M

６

e

０

c

３

h

４

an

,

ic

C

a

h

lE

ina

n

Univ

;

g

i

e

２

n

rs

．

e

i

S

er

t

c

i

y

h

n

o

g

,

o

andAutomation

,

DalianPol

y

technicUniversit

y

,

Dalian

,

６０３４

D

l

a

o

li

f

an

Fo

,

o

L

dS

iao

c

n

ie

i

n

n

c

g

e

１

a

１

n

６

dT

０３４

ec

,

h

C

n

h

o

i

l

n

o

a

gy

)

,

DalianPol

y

technic

摘要

:

食品材料是食品

控制

,

还可以个性化定制营养餐

目前在食品

胶

、

脂肪

)

的特点

３D

打印中常用食品材料

３D

打印的关键因素

.

文章总结了

可以实现对营养的精准

(

蛋白质

、

淀粉

、

水凝

食

[

２

]

,

分析了不同材料组合对成形性能的影

型的食品

.

目前

,

如

,

利用

巧克

３

力

D

打印技术已经成功生产出了多种类

、

蛋糕

、

糖果和人工肉类等

[

３

]

统的食品材料和制造方法相比

,

食品

３D

打印具

.

响

,

对不易打印材料如何提高印刷效果给予了一定的建

有

与

低

传

成

议

,

指出了目前食品

瓶颈

,

并对未来食品

３D

打印中食品材料发展面临的技术

本

、

操作简单

、

快速成型等优点

,

可以实时生产具有成本

３D

打印技术的发展趋势进行了

效益的定制食品

[

４

]

.

目前

,

主

展望

.

、

要的食品

３D

打印方式有

关键词

:

食品材料

;

３D

３

种

:

粉体凝结型食品

墨打印

[

５

]

对于食品

.

３D

打印挤出型食品

３D

打印和喷

打印

;

材料特性

;

食品加工

Abstract

:

Thisrev

Foodmaterialistheke

y

factoroffood３D

p

rintin

g

．

因素之一

.

３D

打印

,

打印参数是影响打印质量的主要

(

p

rotein

i

,

e

s

w

tar

s

c

u

h

mm

,

h

y

ar

d

i

r

z

o

e

g

dt

el

h

a

ec

ndf

h

a

a

t

ra

)

c

c

t

o

er

mm

istic

o

s

nl

off

se

o

di

od

nf

ma

o

t

o

e

d３

rial

D

s

达酱的试验中发

Cai

等

[

６

]

在研究开发含油量高达

y

u

现

,

打印速度和挤出率是打

２

印

０％

的卡仕

过程中材

p

rintin

g

at

p

resent

,

anal

y

zedtheinfluenceofdifferentmaterial

料沉积和提高形状保真度的关键参数

.

不同的食品材料

c

s

o

p

u

ri

g

m

n

g

b

t

e

i

i

s

n

n

t

a

g

i

t

o

i

n

o

m

so

ns

at

n

o

eri

h

n

al

o

s

w

t

t

h

w

oi

e

ere

m

f

p

o

a

r

r

l

o

s

v

m

o

et

in

g

p

h

r

e

p

ovi

p

e

,

具有不同的性能

,

如流动性

、

耐咀嚼性

、

弹性等

,

这些都是

d

r

e

i

r

n

fo

d

ti

r

,

n

m

g

an

ef

c

f

e

e

．

cto

M

fd

or

i

e

f

o

fi

v

c

e

u

r

lt

影响打印参数的因子

,

因此不同的材料要选择合适的打

印参数

[

４

]

b

此外食品原料的主要成分及其性质也是决定食品

p

o

ri

t

n

tl

t

e

in

n

g

ec

n

k

ow

of

ada

fo

y

o

sw

d

e

m

re

at

n

e

o

ri

ti

a

c

ls

ed

d

．

e

Fi

v

n

el

a

o

ll

p

ment

a

f

n

ac

d

y

re

e

.

c

d

th

tio

i

e

no

n

f

f

t

o

e

f

o

c

o

d

hni

od

３

ca

３

D

l

,

p

rintin

g

technolo

gy

inthefuturewas

p

ros

t

p

h

e

e

ct

d

e

i

d．

D

３D

打印技术成功的关键

[

７

]

Ke

质

、

淀

,

粉

目

、

前

水

常

凝

用

胶

于

和

食

脂

品

肪

３

等

D

打印的

食品材料主要有蛋白

,

见表

y

words

:

food

p

roces

f

s

o

in

o

g

dmaterials

;

３D

p

rintin

g

;

materialcharacteristics

;

也有一些食品材料由于自身结构稳定性较弱

,

所以无

１

法

.

用作食品

３D

打印材料

[

８

]

.

如何通

,

过技术手段改善这些

食品

技术的应用范围与推广

.

D

打印

学等诸多跨学科知识融于一体而形

３D

食品材料的特性

,

以适于

打印是一种将三维建模

、

机电控制

、

食品科

３D

打印可以拓宽食品

３

成的新型高科技应用

文章拟综述分别以蛋白质

、

淀粉

、

水凝胶和脂肪作为

技术

[

１

]

.

针对不同的个体或人群

,

食品

３D

打印技术不仅

材料时打印成品所具备的不同特点

,

探讨不同材料组合

对打印成品的改善效果

,

针对不适于打印的果蔬材料

,

总

基金项目

:

辽宁省高等学校基本科研项目

(

编号

:

结目前打印的技术瓶颈以及最新的试验成果

,

最后提出

食品打印材料的未来发展趋势和进一步的发展方向

.

作者简介

:

L

童强

JKM

,

Z

男

２０

,

２

大连工业大学讲师

２０８９５

)

,

博士

.

通信作者

:

董秀萍

(

EＧmail

:

９

１

８

９

４

７

５

７

５

—)

７２８

,

６

女

＠

,

q

大连工业大学教授

．co

,

博士

.

１　

可打印材料的相关特性与应用

３D

收稿日期

:

２０２２Ｇ１１Ｇ２７　　

改回日期

q

:

m

２０２３Ｇ０４Ｇ２３

１．１　

蛋白质

蛋白质是人类生命活动不可或缺的营养素之一

,

不

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

１

前沿观点

FRONTIERVIEW

总第

２６１

期

|２０２３

年

７

月

|

材料

蛋白质

淀粉

水凝胶

脂肪

种类

Table１　Materialsforfood３D

p

rintin

g

特性

提高黏度

、

增加流动性

、

结构

支撑

、

乳液稳定剂等

黏性

、

流变特性等

应用范围

补充蛋白质

、

人造肉

、

外观改

良类食物等

土豆饼

、

曲奇

、

面条

、

面团等

明胶

、

昆虫蛋白

、

豆类蛋白

、

肉

糜等

大豆淀粉

、

玉米淀粉

、

小麦淀

粉

、

土豆淀粉等

海藻酸钠

、

卡拉胶

、

黄原胶

、

葡

甘露聚糖等混合胶体溶液等

可可脂

、

奶油

、

黄油

、

奶酪等

提高表面纹路

、

增加结构强

度

、

亲水性

、

提高稳定性等

、

起霜性

(

巧克力

)

结构支撑

、

巧克力等

增强光泽等

人造肉

、

浓缩物

、

益生菌等

表

１　

可用于食品

３D

打印的材料特性

少研究者都将其作为打印油墨应用于

３D

打印食品和组

９

]

.

蛋白质根据其分子结构的不同和其凝

织工程领域中

[

有所降低

,

可以得到强度显著性提高的凝胶样品

,

因此

,

射频处理是用于

３D

打印中淀粉凝胶改性和优化的有效

途径之一

.

此外

,

在淀粉中加入高浓度的酪蛋白

,

可降低

淀粉的短程有序结构

,

改变凝胶体系的水分分布

,

提升凝

胶体系的刚度

,

降低凝胶体系的黏度

,

使物料顺畅挤出

,

可以在不破坏淀粉结构的前提下

,

兼顾刚度和黏度两种

２３

]

.

物理性质

,

该方法也是一种优化淀粉凝胶的有效措施

[

胶特性

,

可以通过多种机制形成凝胶

,

包括冷凝胶

(

明

、、

胶

)

热凝胶

(

球状蛋白

)

离子凝胶

(

带电蛋白

)

和酶凝胶

[

１０

]

(.

由于它们在受控条件下具有形成凝胶大部分蛋白

)

的能力

,

并且能够保持一定的形状

,

所以可以用于打

１１

]

.

其中最常见的

３

印

[

肉

D

打印蛋白质类材料有明胶

、

[[

１２

]

１３

]

、、

糜

(

鱼糜

、

虾糜

、

鸡肉糜

)

昆虫蛋白

(

粉虫蛋白

)

豆

１４

]

类蛋白

[

等

.

其中明胶作为打印油墨既可以作为乳液稳

另外

,

外部环境也对印刷产品的稳定性有着一定的影

２４

]

,

响

[

通过控制环境温度可以改变淀粉材料可打印性

,

环

定剂

,

增加乳液稳定性

,

还可以作为结构支撑

、

为细胞提

９

]

１５

]

.

最新研究

[

供营养

[

表明

,

随着明胶添加量的增加

,

打

境温度的升高淀粉模型的表面被强化

,

从而阻止了模型

内部组分的自由流动

,

提高了结构的稳定性和支撑力

,

同

[

５

]

研究表明

,

Chen

等

２

２５％

玉米淀粉

、

１５％

马铃薯淀粉或

[

９

]

.

时

,

喷嘴直径超过

０．８mm

可获得更好的打印效果

１

印样品的凝胶强度显著性提升

,

同时样品的黏度也会显

１５

]

著增大

,

这样就会导致物料很难被挤出

.

杨耿涵等

[

通

过多组试验数据指出了明胶对打印材料强度和黏度的影

９

]

响

,

但是未进一步探讨明胶添加量最佳值

;

资料

[

表明

,

可以得到结构均匀

、

２０％

水稻淀粉用于食品

３D

打印时

,

质地良好

、

凝胶强度较高的成型产品

,

这为今后生产一些

个性化淀粉食物提供了有力的数据支撑和参考价值

,

上

述都可以说明淀粉作为食品

３D

打印材料具有很高的可

塑性和使用价值

.

１．３　

水凝胶

乳清蛋白中蛋白质含量高达

９

可用于软化油墨

、

增

７．８％

,

强流动性

;

鱼糜

、

虾糜不仅富含高蛋白

,

而且可以作为黏

[

７

]

１６

]

.

D

性结构剂

、

改善质构便于老年人食用

[

研究

u

等

１

表明

,

加入谷氨酰胺转氨酶可催化蛋白质多肽在分子间

和分子内发生共价交联反应

,

从而可以改善蛋白质的结

构和功能

,

对蛋白质的热稳定性和保水性也有着显著的

作用

,

影响着食品的风味

、

口感

、

质地和外观

.

该试验的

成功

,

为研究蛋白质在食品

３D

打印中的应用提供了新的

思路

,

即在符合食品安全指标前提下通过加入其他物质

来优化蛋白质

,

以达到试验目的需求

.

上述表明

,

蛋白质

１．２　

淀粉

作为一种

３D

打印食品材料具有很大的发展潜力

.

淀粉是一种在人类饮食中起着重要作用的高分子碳

水凝胶是由亲水性三维网络结构组成的一种高分子

材料

,

可以迅速吸水溶胀并保持溶胀状态

,

使大量的水不

２６

]

.

在食品领域中

,

流失

[

许多高分子聚合物

,

如多糖

、

多

肽

、

蛋白质都是亲水性聚合物

,

因此经常使用水作为分散

介质

,

而这种水与一定比例的多种高分子聚合物的混合

[

８

]

２７

]

.

如

K

物称为水凝胶

[

利用含有卡拉胶

(

成

im

等

２

CG

)

分的水凝胶替代蛋白质嵌入鱼糜中生产低热量的鱼糜

,

与蛋白质相比

,

卡拉胶具有零热量和高弹性的凝胶成型

特性

,

这就可以使由它所形成的水凝胶也具备相同的特

点

,

同时应用同轴嵌入技术

,

既保持了鱼糜鲜嫩的肉质口

感

,

又具有较低热量

,

适用于老年人和健身者食用

.

Pan

中来制备水凝胶

,

这种新型水凝胶的打印质量好

,

精度在

稳定性在

９

由于热处理和金针菇

９９．７％

以上

,

９．９％

以上

,

多糖的加入

,

水凝胶具有较低的黏度和较高的水结合能

２９

]

)

等

[

利用金针菇多糖

(

渗入到大豆分离蛋白

(

FVP

)

SPI

１８

]

.

淀粉作

水化合物

,

是由葡萄糖分子聚合而成的多糖

[

为膳食能量的重要来源之一

,

被广泛应用于食品加工过

１９

]

.

因独特的流变特性

,

程中

[

淀粉作为凝胶剂和增稠剂

[

０

]

.

天然淀粉打印

３

应用于食品

３D

打印

２

D

样品时由于

[

２

]

２１

]

,

保持较强的黏度

,

容易发生塌陷

[

但

M

研究表

a

等

２

明

,

通过

２

淀粉的黏度峰值会

０min

的射频电磁波处理后

,

２

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

|Vol．３９

,

No．７

童

强等

:

食品

３D

打印中的食品材料特性与应用研究进展

力

,

便于挤出

,

样品不易受到损伤

,

具有良好的稳定性

.

展前景的食品

此外

,

[

２

]

钠

(

SA

K

)

o

等通过将黄原胶

(

、

葡甘露聚糖

(

GM

)

按

X

照

G

一

)、

定

卡

比

拉

例

胶

混

(

C

合

G

)

的

、

海

水

藻

胶

酸

体

２　

不易打印材料的相关特性与应用瓶颈

３D

打印材料

.

嵌入蛋白质基质的中心构建

在

３D

打印中

,

还存在一些塑性差

、

黏度低

、

机械强度

１．５％

卡拉胶

(

CG

)、

１．５％

葡甘

３

露

D

结构

,

当水胶体中含有

聚糖

(

弱的材料

.

这些不能直接进行

不容易打印的材料

,

如富含纤

３

维

D

打印的材料被统称为

糖

(

GM

)

或

２．５％

卡拉

胶

(

素的水果和蔬菜原料

.

凝胶

CG

,

其弹

)、

１．５

性

％

葡甘露聚

强度与牛肉相

GM

当

,

２

)

时

．５％

形

卡

成

拉

了

胶

坚

(

固且稳定的

水果和蔬菜的原材料不仅黏度低

,

而且水分高

,

且在破碎

葡甘露聚糖

(

、

后有很强的流动性

,

可塑性和成形性都较差

.

这就必须

例的水凝胶胶体其强度和硬

GM

)

水胶体硬度与牛肉最接近

度是有很大区别

,

表明不同比

CG

)

１．５％

的

,

同时

,

也

与其他材料结合

,

使可塑性增强

.

预处理过程中

,

为了获

证明了人造肉在口感方面是可以接近真实肉质

,

为食品

得均匀的糊状黏稠物

,

必须将水果和蔬菜捣碎

,

糊的黏度

３

和流变性可通过添加诸如海藻酸盐

、

琼脂

、

卡拉胶

、

纤维

m

D

打印机生产肉类产品提供了新途径

.

当

m

卡拉胶

∶

黄原胶

为

１∶１

时打印出的产品精度较高

、

线条细腻

,

能形

素衍生物

、

黄原胶等亲水胶体来调节

[

４０

]

成更好的形状纹路

.

这些都表明

,

水凝胶作为食品

中为了保证果蔬打印制品的结构稳定性

,

但是以往的试验

,

通常会加入过

,

对于打印食品有着很大的作用

.

３D

打

印的

“

油墨

”

之一

多的亲水胶体

[

４１

]

１．４　

脂肪

气和口感大大降低

,

这样就会导致产品的风味受到影响

,

如何使用未脱水的蔬菜和最少的

,

香

添

脂肪是一种具有大量碳原子的大分子物质

,

其特性

加剂来印刷美观可口的食物一直是研究者们所要攻克的

会受到饱和度的影响

[

３０

]

.

饱和脂肪具有更理想的物理性

难题

.

２％

的

H

Pa

C

n

s

t

等

[

４２

]

在最近的试验中使用大白菜与不超过

能

,

可以在

(

贮藏

,

例如可可脂

３０~４０

通过冷却固化可以更好地

,

通过冷却可

℃

下融化

,

以在短时间内凝固形成自

前

黄

提

原

下

胶

成

、

κ

Ｇ

卡拉胶和槐豆胶

)

混合

,

在保持营

养和口感的功进行了

３D

打印

,

这一技术的突

支撑层

[

３１

]

破

,

有利于吞咽障碍患者改变其对

３D

打印食品味道的看

格

,

还要考虑打印成品后续存放等问题

,

但是由于其熔点略低

,

所以对加工环境较为严

.

研究

[

３２

]

表明

,

热

法

,

有望在医院

、

养老院得到很好的应用

.

敏可可脂的加入提高了植物蛋白基凝胶材料的流动性和

此外

,

果蔬打印制品由于受环境因素影响和自身水

３D

结构的保形性

,

可用于食品

３D

打印中提高可塑性和

分含量高等原因

,

极易腐烂变质

.

而冷冻是新鲜细胞食

成型性

,

但是在实际生产中

,

一定要严格把控可可脂添加

品中最常用的保鲜方法之一

[

４３

]

,

但果蔬解冻后

,

冻融汁液

量

,

过量的可可脂不但不会提高

流失和质地损失

(

硬度损失

)

会使冻结后的产品品质恶

导致凝胶

３

挤

D

打印的成形性

,

反而

会加快凝胶凝固速度

,

出时不连续甚至发生

化

[

４４

]

泥

—

胡萝

,

为此

卜粉

Hu

—

an

黄

g

等

[

４５

]

按一定质量比制备了大白菜

堵头现象

,

影响

３D

打印效果

.

含有不同成分的

(

牛奶

、

巧

原胶

(

m

大白菜泥

∶

m

胡萝卜粉

∶

m

黄原胶

＝

克力和黑巧克力

)

的巧克力显示出不同的打印特性

,

特别

８

菜样品进行冷

４∶１４∶２

)

食品

是改变配方

,

加入不同量的脂肪会改变颗粒间的相互作

冻

凝

再

胶

解

油

冻

墨

.

,

试

并

验

将

发

打

现

印

,

后

通

不

过

同

提

孔

高

隙

打

率

印

的

的

蔬

填

用

[

３３

]

充密度可以降低打印样品的孔隙率进而降低冻融汁液流

可颗粒

.

,

在加工过程中添

减少了相互作用

加

[

３４

脂

]

(

P

＜０．０５

).

脂肪含量较低

,

的

并使质构和热参数显著下降

肪和卵磷脂

,

覆盖了糖和可

失率

,

改善了

巧克力会使打印的产品变

３D

打印果蔬产品冷冻贮藏后的产品品质

.

这项研究为果蔬打印制品的后处理和保存提供了新的方

得坚韧

、

稳定

,

很难挤出

[

３５

]

法

,

相对于脱水和冷冻干燥的果蔬粉

,

这种

量阻力

[

３６

]

以巧克力为

.

,

较高的可可脂含量会降低流

水胶体更适合吞

３

咽

D

打印的新

鲜蔬菜因含有微量的亲障碍的老

典型脂肪类的可打印食材

,

国内外都做

年人

.

到了产业化生产

,

如

２０２２

年

２

月巧克力生产商百乐嘉利

４．２８l

S

g

ev

(

C

er

F

in

U

i

等

[

４６

]

从水果和蔬菜中获得的奶昔中发现了

宝旗下装饰品牌

“

蒙娜丽莎

”

/

款可大规模生产的个性化

３

３

D

D

设计工作室推出全球首

打印巧克力

[

３７

]

,

其主要和

即食食品

,

在保

g

)

证

细

新

菌

鲜

,

所

口

以

感

,

和

像

外

蔬

观

菜

、

和

延

水

长

果

保

此

证

类

期

３

的

D

打印

同时

,

高端酒店合作

.

此外

,

中国

还要对其进行消毒处理

[

４７

]

下

“

盼打

”

品牌推出自

３

助

D

食品打印机生产商时印科

技旗式

３D

巧克力打印机

,

据了

化问题

[

４８

]

,

也是阻碍其作为

.

常

水果和蔬菜打碎后导致的氧

用食品

３D

打印原材料因

解

,

目前该公司的自助式

素之一

.

综上所述

,

食品

喜欢的模型进行现场

３D

巧克力打印机

,

消费者可以通过微信扫码选择自己

３D

巧克力打印机是世界上最快

的

打印

[

３８

]

.

虽然脂肪作为食品

３D

打

以生产一些相对复杂

３

且

D

打印是一种新兴的打印方式

,

可

定制化的食物

,

但是仅仅有上述

印材料没有上述

材料还是不够的

,

随着世界人口的急剧上升

,

粮食供应也

产品的感官和物理特征的影响

３

种材料应用范围广阔

,

但是其对最终

(

支撑能力

、

光泽和贮存期

变得越来越紧张

,

很多人甚至吃不上饭

,

开发可持续

、

低

间起霜现象

[

３９

]

),

已然表明它是一个不可忽略具有未来发

成本

、

多种类

、

高回报的食物迫在眉睫

,

所以不能仅限于

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

３

前沿观点

FRONTIERVIEW

总第

２６１

期

|２０２３

年

７

月

|

蛋白质

、

淀粉

、

水凝胶

、

脂肪类常见食品

３

还

D

打印材料

,

KOUDZ,YANGWJ,ZHANGXL,ationof3D

printingtechnologyinfood[J].JournalofQiluUniversityof

[2]KOHJ,WENY,CHOIJH,alogproductionthrough

artificialmusclefiberinsertionusingcoaxialnozzleassistedthree

ＧＧ

dimensionalfood

120:106898.

[3]HEC,ZHANGM,FANGZ.3Dprintingoffood:pretreatmentand

posttreatmentofmaterials[J].CriticalReviewsinFoodScienceand

Ｇ

[4]WILMSP,DAFFNERK,KERNC,ationengineering

offoodsystemsfor3Dprintingapplications:Areview[J].Food

Ｇ

ResearchInternational,2021,148:110585.

业工程学报,2018,34

(

16

)

:265

273.

Ｇ

[5]刘倩楠,张春江,张良,等.食品3D打印技术的发展现状[J].农

LIUQN,ZHANGCJ,ZHANGL,pmentstatusof

food3Dprintingtechnology[J].TransactionsofTheChinese

[6]CAIQ,ZHONGY,XUM,etal.3Dprintedhighoilcustardcream:

Effectsofwheyproteinisolate,hydroxypropylatedstarchand

carrageenan

156:113039.

onphysicochemicalpropertiesandprinting

performance[J].LWTFoodScienceandTechnology,2022,

Ｇ

[7]王琪,李慧,王赛,等.3D打印技术在食品行业中的应用研究进

展[J].粮食与油脂,2019,32

(

1

)

:16

19.

Ｇ

WANGQ,LIH,WANGS,chprogressinthe

applicationof3Dprintingtechnologyinthefoodindustry[J].Grain

[8]TOMAEVICI,PUTNIKP,VALJAKF,etal.3Dprintingasnovel

Š

toolforfruitbasedfunctionalfoodproduction[J].CurrentOpinion

Ｇ

inFoodScience,2021,41:138145.

Ｇ

andOil,2019,32

(

1

)

:1619.

Ｇ

SocietyofAgriculturalEngineering,2018,34

(

16

)

:265273.

Ｇ

Nutrition,2020,60

(

14

)

:23792392.

Ｇ

printing[J].FoodHydrocolloids,2021,

Technology,2020,34

(

3

)

:1116.

Ｇ

可以将以前从未或很少被列为食物选项的物质

(

如各种

高蛋白昆虫

)

通过

３

减

D

打印成新的可令人接受的食品

,

开发此类食物是接下来食品

３D

打印的重要研究方向之

一

.

材料的局限性只是暂时的

,

食品

３D

打印的发展是持

续性的

,

要对食品

３

未来

D

打印这项新兴技术抱有信心

,

大范围推广和应用会进一步提升人们的生活质量

,

终有

一天

,

食品

３

为人们带来别样的

D

打印会进入千家万户

,

美食体验

.

轻世界粮食短缺的压力

,

提高食物种类的丰富多样性

.

３　

展望

料和设备的局限性

,

食品

３D

打印技术的发展存在巨大缺

陷

.

此外

,

消费者对

３D

食品的安全性也持有怀疑

,

３D

食

品过高的价格也令大多数人望而生畏

,

导致目前

３D

食品

还无法普及

.

因此

,

要对

３D

打印方法和设备进行进一步的优化

,

目前

,

针对食品的

３

由于原

D

打印技术才刚刚起步

,

提高食品打印的效率

,

降低食品加工成本

,

节省时间

.

其

次

,

探索更多可用于

３

用

D

打印的食品材料和材料组合

,

此外

,

因为随着

３D

打印食品的监管力度也要继续提升

,

材料的混合和

３

可能会出现一些食品安

D

打印机的改进

,

全问题

,

如设备对材料的影响

、

不同材料间发生的化学反

于生产多种多样的食物产品

,

满足消费者的各种需求

.

应

.

加强监管力度既是对消费者负责

,

打消消费者对

３D

食品安全和口感的怀疑

,

也是为了可以更好地发展食品

３D

打印技术

.

在食品领域得到了一些应用和发展

,

其最大特点就是引入

了时间维度

,

可以使打印材料的物化特性随时间的变化而

发生改变

,

从而实现由静到动的转变

,

为食品打印带来了

新的思路

.

不过

,

目前的食品

４D

打印技术还处于研究阶

段

,

尤其是与欧美等发达国家相比

,

还是存在一些技术上

的差距

.

所以未来对于

４D

食品的研究还是应该聚焦到新

设备的研发

、

引入新的算法和丰富打印食品原料上

,

也期

待

４D

打印技术可以早日应用到食品工业领域上

.

研究如何高效

、

安全

、

便捷地打印出种类丰富

、

美味

近几年

,

逐渐

４D

打印技术作为

３D

打印技术的延伸

,

[9]邵婷,冯鑫,吕天艺,等.基于蛋白质材料的3D打印技术研究

现状及其应用[J].食品与发酵工业,2022,48

(

8

)

:296

303.

Ｇ

SHAOT,FENGX,LUTY,chstatusandapplicationof

3Dprintingtechnologybasedonproteinmaterials[J].Foodand

[10]ZHANGJY,PANDYAJK,MCCLEMENTSDJ,etal.

Advancementsin3Dfoodprinting:Acomprehensiveoverviewof

propertiesandopportunities[J].CriticalReviewsinFoodScience

[11]FANY,SHIT,YUEX,etal.3Dcompositecellprintinggelatin/

sodiumalginate/nHAPbioscaffold[J].JournalofPhysics:

Ｇ

ConferenceSeries,2019,1213:042020.

[12]CHAOC,HWANGJS,KIMIW,l3Dprintingof

chickensurimiincorporatedwithmealwormproteinisolateas

texturemodifiedfoodfortheelderly[J].JournalofFood

Ｇ

Engineering,2022,333:111151.

[13]DICKA,BHANDARIB,PRAKASHS.3Dprintingofmeat[J].

andNutrition,2022,62

(

17

)

:47524768.

Ｇ

FermentationIndustries,2022,48

(

8

)

:296303.

Ｇ

可口

、

针对不同人群

(

吞咽障碍者

、

儿童

、

老年人等

)

的食

品一直是研究者们共同奋斗的目标

,

相信在不久的将来

,

食品

３D

打印会有重大的技术突破

.

未来随着

３D

打印技

并为食品工业的发展注入新鲜的血液

,

３D

食品打印会逐

渐融入人们的生活

.

术在食品行业的发展

,

将会给传统食品带来深远的影响

,

参考文献

[1]寇德正,杨文杰,张兴丽,等.3D打印技术在食品中的应用[J].

齐鲁工业大学学报,2020,34

(

3

)

:11

16.

Ｇ

[14]CHENJ,SUNH,MUT,oftemperatureon

rheological,structural,andtexturalpropertiesofsoyprotein

MeatScience,2019,153:3544.

Ｇ

４

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

|Vol．３９

,

No．７

童

强等

:

食品

３D

打印中的食品材料特性与应用研究进展

isolatepastesfor3Dfoodprinting[J].JournalofFoodEngineering,oflow

2022,323:

tute

Ｇ

caloriesurimiwithcarrageenaninsertedasaprotein

usingcoaxialextrusion3Dfoodprinting[J].Journalof

[15]杨耿涵,韩瑜,陶阳,等.明胶对鸡肉糜3D打印成型稳定性的FoodEngineering,2022,333:111141.

影响[J].食品科学,2022,43

(

12

)

:51

57.

[29]PANH,PEIF,MAG,etal.3DprintingpropertiesofFlammulina

YANGGH,HANY,TAOY,

Ｇ

ofgelatinon3Dprintingvelutipespolysaccharidesoyproteincomplexhydrogels[J].Journal

stabilityofchickensurimi[J].FoodScience,2022,43

(

12

)

:51

[16]LIUY,SUNQ,PANY,igationonthecorrelation

Ｇ

57.

ofFoodEngineering,2022,

Ｇ

334:111170.

[30]杨耿涵,黄明远,徐幸莲.食品3D打印技术及其在肉类加工

betweenchangesinwaterandtexturepropertiesduringthe

中应用的研究进展[J].食品科学,2021,42

(

21

)

:308

processingofsurimifromgoldenpompano

(

Trachinotusovatus

)

YANGGH,HUANGMY,chprogress

Ｇ

314.

offood3D

[J].JournalofFoodScience,2021,86

(

2

)

:376

printingtechnologyanditsapplicationinmeatprocessing[J].Food

[17]DUJ,DAIH,WANGH,ationofhigh

Ｇ

384.

thermalstability

Science,2021,42

(

21

)

:308

gelatinemulsionanditsapplicationin3Dprinting[J].Food

[31]RANDOP,RAMAIOLIM.

Ｇ

314.

Food3Dprinting:Effectofheat

Hydrocolloids,2021,113:106536.

transferonprintstabilityofchocolate[J].JournalofFood

[18]CHIC,LIX,HUANGS,rinciplesinstarchmulti

Engineering,2021,294:110415.

scalestructurationtomitigatedigestibility:Areview[J].Trendsin

Ｇ

[32]WANGS,LIUS.3DPrintingofsoyprotein

FoodScience&Technology,2021,109:154

Ｇ

168.

facilitatedbythermosensitivecocoabutter

Ｇ

andglutenbased

gelsinamodel

Ｇ

study

[19]CHENY,MCCLEMENTSDJ,PENGX,asedibleink

[J].ACSFoodScience&Technology,2021,1

(

10

)

:1990

in3Dprintingforfoodapplications:Areview[J/OL].Critical

[33]JIANGH,ZHENGL,ZOUY,etal.3Dfoodprinting:

Ｇ

1996.

Main

ReviewsinFoodScienceandNutrition.

(

202208

componentsselectionbyconsideringrheologicalproperties[J].

06]./10.1080/10408398.2022.2106546.

ＧＧ

23

)

[2022

Ｇ

12

Ｇ

CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition,2019,59

(

14

)

:

[20]ZENGX,CHENH,CHENL,tsintotherelationship

2335

betweenstructureandrheologicalpropertiesofstarchgelsinhot

[34]GLICERINA

Ｇ

2347.

V,BALESTRAF,ROSAMD,gical,

extrusion3Dprinting[J].FoodChemistry,2021,342:128362.

Ｇ

texturalandcalorimetricmodificationsofdarkchocolateduring

[21]ZHANGJ,LIY,CAIY,rusion3Dprinting

process[J].JournalofFoodEngineering,2013,119

(

1

)

:173

technologiesbasedonstarchyfood:Areview[J].Carbohydrate

[35]GLICERINAV,BALESTRAF,DALLAROSAM,

Ｇ

179.

etal.

Polymers,2022,294:119763.

Microstructuralandrheologicalcharacteristicsofdark,milkand

[22]MAS,LIUJ,ZHANGQ,etal.3Dprintingperformanceusing

whitechocolate:Acomparativestudy[J].JournalofFood

radiofrequencyelectromagneticwavemodifiedpotatostarch[J].

Engineering,2016,169:165

InnovativeFoodScience&EmergingTechnologies,2022,

[36]FERNANDESVA,M

Ｇ

171.

80:103064.

structuralandrheological

Ü

LLERAJ,l,

characteristicsofdarkchocolatewith

[23]JIS,XUT,LIUY,igationofthemechanismofcasein

differentcompositions[J].JournalofFoodEngineering,2013,116

proteintoenhance3Dprintingaccuracyofcassavastarchgel[J].

CarbohydratePolymers,2022,295:119827.

[37]曹沐曦

(

1

)

:97

Ｇ

108.

,詹倩怡,沈晓琦,等.3D打印技术在食品工业中的应

[24]OYINLOYETM,ationofcomputationalfluid

用概述[J].农产品加工,2021

(

1

)

:78

82.

dynamics

(

CFD

)

inthedepositionprocessandprintability

CAOMX,ZHANQY,SHENX

Ｇ

Q,ewofthe

assessmentof3Dprintingusingricepaste[J].Processes.

(

2021

applicationof3Dprintingtechnologyinthefoodindustry[J].The

27

)

[2022

Ｇ

12

Ｇ

06]./2227

Ｇ

9717/10/1/68.

Ｇ

12

Ｇ

ProcessingofAgriculturalProducts,2021

(

1

)

:78

[25]CHENH,XIEF,CHENL,ofrheologicalpropertiesof

[38]巧克力3D打印机

—

自动售货机

—

创业好项目加盟

Ｇ

82.

—

杭州盼

potato,riceandcornstarchesontheirhot

打科技有限公司[EB/OL].[2022

1206].www.

behaviors[J].JournalofFoodEngineering,

Ｇ

extrusion3Dprinting

2019,244:150

/.

ＧＧ

panda

Ｇ

[26]郑雅露,朱圣羽,熊晓辉,等.抗菌水凝胶在食品领域

Ｇ

158.

的研究

Chocolate3Dprinter

进展[J].食品工业科技,2023,44

(

9

)

:446

entrepreneurialproject

Ｇ

vendingmachine

Ｇ

joininginagood

ZHENGYL,ZHUSY,XIONGXH,et

Ｇ

454.

chprogressof

OL].[2022

antibacterialhydrogelinfoodfield[J].ScienceandTechnologyof

Ｇ

12

Ｇ

06].

Ｇ

HangzhouPandaTechnologyCo.,Ltd.[EB/

[39]GODOIFC,PRAKASHS,BHANDARI

Ｇ

/.

BR.3Dprinting

FoodIndustry,2023,44

(

9

)

:446

technologiesappliedforfooddesign:Statusandprospects[J].

[27]曲剑波,车焕洁,李静,等.自修

Ｇ

454.

复天然高分子水凝胶的研究

JournalofFoodEngineering,2016,179:44

进展[J].高分子材料科学与工程,2022,38

(

10

)

:158

[40]WAGHMARER,SURYAWANSHID,

Ｇ

54.

KARADBHAJNES.

QUJB,CHEHJ,LIJ,chprogressof

Ｇ

167.

self

Ｇ

healing

Designing3Dprintablefoodbasedonfruitandvegetable

naturalpolymerhydrogels[J].PolymerMaterialsScience&

products:Opportunitiesandchallenges[J].JournalofFoodScience

Engineering,2022,38

(

10

)

:158

Ｇ

167.

andTechnology,2022,60

(

5

)

:1

[28]KIMSM,WENY,KIMHW,alandsensoryqualities

Ｇ

14.

(

下转第

１９

页

)

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

５

|Vol．３９

,

No．７

吴萍香等

:

大孔树脂纯化艾草多酚及其对

α

Ｇ

葡萄糖苷酶活性抑制作用

[10]陈明威,魏明,陶良凡,等.大孔树脂分离纯化霍山石斛多酚[J].InnovativeFoodScience&EmergingTechnologies,2013,17:

及其抗氧化活性研究

[J].食品与机械,2020,36

(

11

)

:148

153.7984.

CHENMW,WEIM,TAOLF,cationofpolyphenols

Ｇ

[18]GHANI

Ｇ

U,NUR

from

Dendrobiumhuoshanense

bymacroporousresinanditsflavonoid

α

Ｇ

glucosidase

Ｇ

E

Ｇ

AALAMM,YOUSATM,l

inhibitorsfromRetamaraetam:Enzyme

antioxidantactivity[J].Food&Machinery,2020,36

(

11

)

:148

Ｇ

tionandmoleculardockingrevealimportantinteractions

[11]CONIDIC,ryofphenoliccompoundsfromwiththeenzymeactivesite[J].BioorganicChemistry,2019,87:

bergamotjuicebynanofiltrationmembranes[J].Desalinationand736

WaterTreatment,2015,56

(

13

)

:3510

Ｇ

3518.[19]周莹婷

Ｇ

742.

,张涛俊,刘楚瑶,等.比较两种大孔树脂动态分离多

[12]LIYY,LILX,CUIY,tionandpurificationof

种甜菊糖苷的研究[J].中国食品添加剂,2021,32

(

5

)

:13

polyphenolsfromredwineextractsusinghighspeedcounterZHOUYT,ZHANGJT,LIUCY,rison

Ｇ

19.

oftwo

currentchromatography[J].JournalofChromatographyB,2017,macroporousresinsindynamicseparationofmultiplestevia

1054:105

Ｇ

ides[J].ChinaFoodAdditives,2021,32

(

5

)

:13

[13]刘永玲,赵治兵,马风伟,等.基于大孔树脂与制备液相色谱[20]曾桥,韦承伯,夏飞,等.响应面法优化超声波辅

Ｇ

19.

助提取杜仲

技术快速分离野地瓜茎中的绿原酸[J].分析试验室,2021,40叶茯砖茶绿原酸及其体外降血糖抗氧化活性[J].食品与发酵

(

6

)

:692

LIUY

Ｇ

696.

工业,2018,44

(

9

)

:204

211.

L,ZHAOZB,MAFW,eparationofZENGQ,WEICB,

Ｇ

XIAF,zationofultrasonic

stedextractionofeucommiaulmoidesleavesFubricktea

Ｇ

macroporousresinandpreparativeliquidchromatography[J].chlorogenicacidviaresponsesurfaceanalysisandits

ChineseJournalofAnalysisLaboratory,2021,40

(

6

)

:692

[14]GUOCX,QIAOJP,ZHANGSW,cation

Ｇ

ycemicandantioxidantactivitiesinvitro[J].Foodand

ofFermentationIndustries,2018,44

(

9

)

:204

polyphenolsfromkiwifruitpeelextractsusingmacroporousresinsand[21]WANGL,WANGL,WANGT,ison

Ｇ

211.

ofquercetinand

high

Ｇ

performanceliquidchromatographyanalysis[J].InternationalrutininhibitoryinfluenceonTartarybuckwheatstarchdigestionin

JournalofFoodScience&Technology,2018,53

(

6

)

:1486

[15]YANGD,LIMM,WANGWJ,tionandpurification

Ｇ

ndtheirdifferencesinbindingsiteswiththedigestive

enzyme[J].FoodChemistry,2022,367:130762.

ofanthocyaninsfromRosellebymacroporousresins[J].LWT[22]YANJ,ZHANGGW,PANJH,etal.

α

Ｇ

Glucosidaseinhibitionby

FoodScienceandTechnology,2022,161:113371.

Ｇ

luteolin:Kinetics,interactionandmoleculardocking[J].

[16]HUZ,ZHOUH,LIY,zedpurificationprocessofInternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2014,64:

polysaccharidesfrom

Carexmeyeriana

Kunthbymacroporous213

resin,itscharacterizationandimmunomodulatoryactivity[J].[23]王斯慧

Ｇ

223.

,黄琬凌,陈庆松,等.芦丁

、

槲皮素对

α

Ｇ

葡萄糖苷酶活

InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2019,132:

性抑制研究[J].中国酿造,2012,31

(

1

)

:133

135.

76WANGSH,HUANGWL,CHENQS,et

Ｇ

tionofrutin

[17]LUENGO

Ｇ

86.

E,

extractionofpolyphenols

Á

LVAREZI,ingthepressingandquercetinon

α

Ｇ

glycosidase[J].ChinaBrewing,2012,31

(

1

)

:

oforangepeelbypulsedelectricfields133

Ｇ

135.

(

上接第

５

页

)

[45]HUANGY,ZHANGM,ngfreezethawdrip

[41]KIMHW,LEEJH,PARKSM,ofhydrocolloidson

lossofmixedvegetablegelby3Dprintingporosity[J].Innovative

Ｇ

Food

rheologicalpropertiesandprintabilityofvegetableinksfor3D

Science&EmergingTechnologies,2022,75:102893.

foodprinting[J].JournalofFoodScience,2018,83

(

12

)

:2923

[46]SEVERINIC,DEROSSIA,RICCII,ngablendoffruit

2932.

Ｇ

ancesoncriticalvariablesandshelflifeof

[42]PANTA,LEEAY,KARYAPPAR,etal.3Dfoodprintingoffresh

3Dedibleobjects[J].JournalofFoodEngineering,2018,220:

vegetablesusingfoodhydrocolloidsfordysphagicpatients[J].

89

FoodHydrocolloids,2021,114:106546.

[47]韩野

Ｇ

100.

,刘艳秋,孙广仁,等.3D食品打印技术及影响因素的研

[43]LID,ZHUZ,soffreezingoncellstructureof

究进展[J].食品工业科技,2019,40

(

24

)

:338

343,348.

freshcellularfoodmaterials:Areview[J].TrendsinFoodScience

HANY,LIUYQ,SUNGR,ch

Ｇ

progressof3Dfood

&Technology,2018,75:46

[44]SCHUDELS,PRAWIRANTO

Ｇ

55.

printingtechnologyandinfluencingfactors[J].Scienceand

K,isonof

TechnologyofFoodIndustry,2019,40

(

24

)

:338

freezingandconvectivedehydrofreezingofvegetablesfor

[48]ZAINABT,MUHAMMADA,

Ｇ

343,348.

protective

reducingcelldamage[J].JournalofFoodEngineering,2021,

potentialoffruitsandvegetables:Areview[J].JournalofCoastal

293:dicine,2015,3

(

8

)

:663

Ｇ

668.

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

９１