頂刊綜述：人工智能與3D食品打印技術相結合的新型蛋白食物源在食品工業(yè)中的應用前景

來源：食研私享


2022年6月6日，智利大學的研究人員在農(nóng)林科學1區(qū)Top期刊Trends in Food Science & Technology(中科院1區(qū)；IF=12.563)上在線發(fā)表了題為“Promising perspectives on novel protein food sources combining artificial intelligence and 3D food printing for food industry(人工智能與3D食品打印技術相結合的新型蛋白食物源在食品工業(yè)中的應用前景)”的綜述性論文。

背景：目前，以藻類、昆蟲、植物、真菌和微生物蛋白為基礎，一些蛋白質(zhì)含量高、生物價值高、氨基酸譜好、功能性強的新型食品基質(zhì)已經(jīng)被開發(fā)出來。3D食品打印是食品工業(yè)中極具發(fā)展前景的技術之一。這項技術經(jīng)過不斷發(fā)展，與食品相關的不同創(chuàng)新得到了應用，如美食主義、個性化營養(yǎng)、新成分和新穎的感官特征等。同樣，人工智能(AI)方法也被用于預測食品加工和保存條件、質(zhì)量和理化性質(zhì)。

范圍和方法：該綜述研究了基于人工智能和3D食品打印技術應用于食品工業(yè)/市場的新技術趨勢，重點在于尋找新的蛋白質(zhì)來源，進一步開發(fā)高蛋白含量的食品。該文綜述了人工智能和3D食品打印技術在蛋白質(zhì)食品工業(yè)中的應用前景。

主要發(fā)現(xiàn)和結論：該綜述介紹了不同類型的具有功能特性并且是必需氨基酸的良好來源的蛋白替代品。此外，該文還介紹了人工智能和3D食品打印技術，以及如何利用不同的設備和方法將它們與不同的蛋白食物源結合起來。3D打印可以與人工智能一起用于工藝優(yōu)化、印刷漿料的配方、打印后處理工藝和自動化等。這兩種技術都有助于開發(fā)具有高營養(yǎng)價值和在食品行業(yè)具有高應用潛力的個性化食品。

綜述亮點

• 從植物、昆蟲、真菌和藻類中不斷探索新的蛋白質(zhì)來源。
• 3D食品打印技術是用于發(fā)展食品工業(yè)的最具創(chuàng)新性的技術之一。
• 人工智能可以預測加工和保存條件以及食品質(zhì)量方面的問題。
• 結合戰(zhàn)略技術，專注于美食到個性化營養(yǎng)。
  

圖文賞析

表1. 新型蛋白質(zhì)來源和最終3D打印產(chǎn)品的主要特征。



圖1. 人工智能方法及其在食品行業(yè)的應用。



圖2. a)利用食用粉末打印的產(chǎn)品圖像，b)與服務器相連的3D打印機的示意圖，c)形成3D肉類替代品的過程(3D肉類替代品生產(chǎn)設備)，d)通過選擇性激光燒結(SLS)打印的產(chǎn)品示例。


圖3. 人工智能(AI)在3D食品打印(3D-FP)技術中的戰(zhàn)略應用。標有*的短語表示3D-FP中可以包含AI的部分。


圖4. 將3D食品打印(3D-FP)和人工智能(AI)應用于美食的過程。

論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2022.05.013