食品3D打印研究進展（西北農(nóng)林科技大學(xué)）

來源： 中國機械工程學(xué)會

食品3D打印最新研究進展

3D打印最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，按照產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)，分層打印、逐層疊加，從根本上解決現(xiàn)有制造方式材料利用率低、能耗高、產(chǎn)品形態(tài)相對固定的缺陷，是第三次工業(yè)革命的重要代表性技術(shù)之一。

3D打印技術(shù)可通過簡單經(jīng)濟的材料快速建造出成型實體，與電腦連接后，打印機內(nèi)的可粘合食品原料通過一層又一層的打印方式將設(shè)計圖紙變?yōu)閷嶓w食物，從根本上實現(xiàn)產(chǎn)品的自由化制造和個性定制化生產(chǎn)。

3D打印技術(shù)今后的發(fā)展將更為多元化，促使食品加工不斷發(fā)展，在未來的發(fā)展中具有非常良好的發(fā)展前景。

今天將介紹3個食品3d打印的項目，帶大家了解并感受打印食品的獨特魅力。


巧克力·3D打印

巧克力屬于熱塑性材料,可通過溫度調(diào)節(jié)變成熔融狀態(tài),在擠出頭的加熱擠壓下,在計算機的控制下逐層堆積,得到設(shè)計的巧克力產(chǎn)品形狀。

制作過程取代了多步驟的傳統(tǒng)模型，節(jié)省了時間和成本。

3D打印巧克力產(chǎn)品制作過程中, 巧克力原料的融化溫度、融化巧克力的保溫溫度和巧克力的打印溫度對產(chǎn)品的成型效果都有直接影響。

于純淼等人通過單因素及正交試驗, 以產(chǎn)品成型效果打分為評定指標(biāo)，確定在融化溫度35℃、保溫溫度23.5℃、打印溫度23℃條件下打印出的巧克力產(chǎn)品在填充密度、回抽、擠出頭殘留、首層打印效果方面效果最好。

復(fù)配淀粉·3D打印

淀粉具有糊化溫度低、膨脹容易、吸水力強及保水力大等性質(zhì),這些性質(zhì)說明淀粉作為3D打印材料開發(fā),具有一定的優(yōu)勢。

分別使用馬鈴薯（a）、小麥（b）和玉米（c）淀粉3D打印劍龍的圖像如圖所示。使用小麥和玉米淀粉打印出來的模型形狀比較完整，使用馬鈴薯淀粉的造型邊緣由于部分粘附而變形。

使用谷朊粉和淀粉混合，并添加黃油和水后進行3D打印，打印出來的模型形狀相對比較完整。

并且添加黃油的含量也決定了打印模型的精確度。

肉糜·3D打印

近幾年3D打印肉制品也備受消費者關(guān)注，但肉糜的流變特性較差，打印出的產(chǎn)品極易坍塌，這限制了3D打印肉制品的快速發(fā)展。因此，改善肉糜的流變特性是生產(chǎn)3D打印肉及肉制品的關(guān)鍵。

王石等人研究了在肉糜中添加不同物質(zhì)對3D打印的影響。

在肉糜中加入不同含量的豌豆蛋白

當(dāng)豌豆蛋白添加量為30%時打印效果最好，添加量低于30%時會出現(xiàn)擠壓出料較多現(xiàn)象，添加量超過30%時會出現(xiàn)擠壓不出料情況。

在肉糜中加入不同含量的水

當(dāng)水添加量為25%時打印效果最好，當(dāng)添加量低于25%時出現(xiàn)無法打印的情況，添加量高于25%時出現(xiàn)擠壓出料較多，這可能是水添加量過多，肉糜體系的流動性太強所導(dǎo)致的。

專家介紹

江昊

博士，副教授，西北農(nóng)林科技大學(xué)食品學(xué)院教研室主任，陜西省農(nóng)村科技開發(fā)中心副主任，陜西省青年科技新星、西北農(nóng)林科技大學(xué)高層次青年拔尖人才。

任中國機械工程學(xué)會食品與包裝工程分會委員、中國綠色農(nóng)業(yè)與食品營養(yǎng)專業(yè)委員會委員、陜西省富硒食品專委會委員、陜西省“四主體一聯(lián)合”獼猴桃產(chǎn)業(yè)化工程技術(shù)研究中心委員、糧油功能化加工陜西省高校工程研究中心委員。

主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工新技術(shù)、食品加熱、干燥及食品3D打印等方面研究。