4D打印技术在食品加工领域中应用的研究进展

4D打印技术是在3D打印基础上的延伸，3D印刷产品在4D变化的过程中可以产生所需的结构，实现形状、功能的动态改变。4D打印技术作为新兴的数字化生产技术，在诸多领域中具有广阔的发展前景。近年来，4D打印技术在食品加工领域受到关注并取得一些研究成果，通过4D打印可以得到风味更好、营养价值更高、更具趣味性的新型食品。该文综述了4D打印技术在食品加工领域中的研究进展，包括打印材料、外界刺激、打印制品的变化等方面；最后针对食品的4D打印在未来发展中面临的机遇与挑战进行展望。     

基于食品3D打印技术的食品原料研究及应用

3D打印技术作为一项新兴的智能食品加工技术,已经被广泛应用在食品、材料、航天、汽车、建筑模型等多个领域。食品3D打印技术又被称为一项“增材制造”技术,具备方便、灵活、高精度等优点,可以实现食品外观、颜色、质地、味道和配方的个性化定制。本文从食品3D打印原理、3D食品材料和应用等方面进行综述,以期为食品3D打印材料的开发和应用奠定基础。     

基于果蔬原料的食品3D打印技术及其应用

作为新兴数字化生产技术,3D打印技术已在许多领域中被广泛应用。其在食品领域中的应用可满足人们对食品定制化、个性化营养和数字化营养的需求,能进一步简化食品供应链体系,拓宽食材来源。水果和蔬菜富含多种营养素,是人类饮食的重要组成部分。相对于面团、巧克力、肉糜等食材,水果和蔬菜具有含水量高、难成形、易褐变的特点,因此很难实现直接3D打印。为了更好地了解水果和蔬菜在食品3D打印领域的应用情况,本文从食品3D打印的原料特性要求、果蔬原料特性以及3D打印果蔬材料的加工技术等方面进行了综述,并对其发展趋势作出展望。     

3D打印技术在食品行业中的应用研究进展

为研究3D食品打印材料的设计,回顾了3D打印技术应用,并着重讨论食品材料性能如何起作用,如何通过合理设计3D食物结构来满足3D食品打印的可行性,可后续加工性。对3D打印技术的发展前景做出展望,旨在为3D打印技术在食品行业的研究应用提供理论参考。     

添加剂在食品3D打印中的应用现状

3D打印技术作为食品科学领域的一项新技术,因其具有快速成型、适用于复杂结构、可个性化定制等特点而具有巨大的发展潜力。3D食品打印一般以蛋白质、脂类等对人体无害的可食性物质为材料,然而并非所有食材都具有良好的适印性和加工特性。为提高3D打印食材的适印性,食材中通常会添加碳水化合物、蛋白质、脂质等食品添加剂以改善食材的流变特性和加工特性。本文综述了3D食品打印技术、3D食品打印材料特性、常用的食品添加剂及其对打印材料的流变特性、加工特性和营养特性的影响,从而为3D食品打印技术在食品领域中的应用提供科学依据和理论参考。     

基于蛋白质材料的3D打印技术研究现状及其应用

3D打印(增材制造)技术,是一种通过计算机辅助设计进行建模、组装和制造的快速成型技术.蛋白质作为人类生命活动中不可缺少的营养素可以用于3D打印技术中.蛋白质能改善3D打印油墨的结构并优化油墨的打印特性,且基于蛋白质材料的3D打印产品具有较好的营养特性及生物相容性,这有助于其在食品领域、组织工程领域的应用.目前,国内外已...     

植物基纳米纤维素在食品3D打印中的应用

3D打印技术通过逐层添加物料的方式实现特定结构物体的快速成型,可根据需求实现对原料组成和成品空间结构的个性化定制,在食品领域具有广阔发展潜力。大多数食品原料不具备可打印性,这制约了用于3D打印的食品原料的来源和种类,限制了3D打印技术在食品行业的应用规模。植物基纳米纤维素来源广泛,具有优异的机械性能和流变特性,能够增强物料的可打印性,是3D打印的理想原料。明确植物基纳米纤维素的功能特点,制备的3D打印墨水特性以及在食品3D打印中应用现状,对充分利用新兴加工技术和新食品原料尤为重要。本文重点介绍植物基纳米纤维素结构特点及与3D打印相适应的功能特性,包括高机械强度,易表面改性,适于打印的流变特性以及较好的生物安全性。在分析凝胶和乳液两种形式的植物基纳米纤维素打印墨水特性和用途的基础上,总结其在食品添加剂、食品包装材料、食品新鲜度指示器、功能物质载体等相关食品领域的应用现状,并展望未来制备新兴功能食品和智能食品包装的前景,以期为相关技术发展提供参考。     

3D打印技术及材料在服装领域的应用与发展

阐述3D打印技术的原理和主要方法,着重介绍3D打印服装的生产技术及打印材料。指出目前3D打印服装常用技术包括选择性激光烧结法和熔融沉淀法,常用材料包括BendLay塑料、柔性聚乳酸、锦纶、热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 4种。通过具体实例包括3D打印时装、3D打印内衣、3D打印智能服装,介绍3D打印技术在服装领域的应用,并对产品进行分析。最后总结3D打印技术应用于服装领域的优势及发展前景,为3D打印服装的深入研究提供参考。     

纤维素纳米纤丝在生物质基3D打印材料中的应用研究

本文综述了近年来纤维素纳米纤丝(CNF)及其相关的复合材料用作生物质基3D打印材料在医学、纺织品、食品、导电材料、智能材料等几个热门领域中的应用研究进展,以及CNF在生物质基3D打印材料中的作用与功能.最后,对CNF作为一种多功能的纳米材料在生物质基3D打印技术中的应用前景做了展望.     

食品3D打印技术及其在肉类加工中应用的研究进展

食品3D打印技术是一种具有定制特定形状、实现个性化营养、开发新型资源等功能的未来食品加工技术。在肉类产业中,食品3D打印技术的应用可以实现肉类加工产业链的升级,例如减少原料肉的浪费、提高产品附加值和开发畜禽副产品等。基于此,本文介绍了食品3D打印技术的工作原理,并对肉类原料适印性的研究进行分析与总结,同时,展望食品3D打印技术在肉类生产加工中的应用前景,以期为食品3D打印技术在肉品领域中的应用提供科学依据和理论参考。     

基于可食用材料的3D打印技术应用进展

可食用材料范围的延伸加快了3D打印技术的发展。但与工程材料相比,针对可食用材料的3D打印技术仍然面临很多的挑战。文章介绍了目前较为成熟的3D打印技术和其应用领域,并阐述了食品3D打印机的结构构成,以及可食用材料3D打印的国内外研究进展。总结分析了可食用材料应用于3D打印中存在的问题,并展望了未来会有更广泛的应用领域,将对3D打印技术发展产生深远的影响。     

Defects in 3D/4D food printing and their possible solutions: A comprehensive review

3D food printing has recently attracted significant attention, both from academic and industrial researchers, due to its ability to manufacture customized products in such terms as size, shape, texture, color, and nutrition to meet demands of individual consumers. 4D printing, which is a technique that allows evolution of various characteristics/properties of 3D printed objects over time through external stimulation, has also been gaining more attention. In order to produce defect-free printed objects via both 3D and 4D printing, it is necessary to first identify the causes of defects and then their mitigation strategies. Comprehensive review on these important issues is nevertheless missing. The purpose of this review is to investigate causes and characteristics of defects occurring during and/or after 3D food printing, with a focus on how different factors affect the printing accuracy. Various techniques that can potentially minimize or eliminate printing defects and produce high-quality 3D/4D printed food products without the need for time-consuming trial and error printing experiments are critically discussed. Guidelines to avoid defects to improve the efficiency of future 3D/4D printed food production are given.     

基于肉类原料的3D打印技术研究进展

食品3D打印技术是一种新兴的数字化生产技术,通过3D打印可以设计并生产营养价值更高、感官品质更佳的新型食品.肉类是人类饮食结构中很重要的一部分,为人类提供各种营养素.基于肉类加工的3D打印技术拥有很大的市场需求,具有很好的开发价值.本文简单介绍了食品3D打印机的结构和原理,详细论述了肉糜和培养肉的3D打印工艺,并介绍了...     

Materials Properties of Printable Edible Inks and Printing Parameters Optimization during 3D Printing: a review

ABSTRACT

Background: Interest in additive manufacture has grown significantly in recent years, driving a need for printable materials that can sustain high strains and still fulfill their function in applications such as tissue engineering, regenerative medicine field, food engineering and field of aerospace, etc. As an emerging and promising technology, 3Dprinting has attracted more and more attention with fast manipulation, reduce production cost, customize geometry, increase competitiveness and advantages in many hot research areas. Many researchers have done a lot of investigations on printable materials, ranging from a single material to composite material. Main content: This review focuses on the contents of printable edible inks. It also gathers and analyzes information on the effects of printable edible ink material properties on 3D print accuracy. In addition, it discusses the impact of printing parameters on accurate printing, and puts forward current challenges and recommendations for future research and development.     

马铃薯淀粉对豌豆蛋白3D打印材料结构及特性的影响

为开发以豌豆蛋白为基料的3D食品打印材料,探讨马铃薯淀粉对豌豆蛋白在3D打印可行性方面的作用规律及机理,通过SEM、XRD、FT-IR、DSC等方法,对豌豆蛋白3D打印材料的结构和性能进行分析。结果表明,马铃薯淀粉的添加对豌豆蛋白3D打印材料颗粒的结构、性质和3D打印可行性都有显著影响,改变了3D打印物的表面光滑度。可打印的3D打印材料配方豌豆蛋白含量范围为50%~75%。其中最佳的3D打印材料配方豌豆蛋白含量为50%,3D打印物成型效果好,造型逼真,表面光滑度高。此研究为3D食品打印材料的发展提供了参考,为实际生产豌豆蛋白3D打印材料提供了理论指导、工艺参考和技术支持,具有重大理论研究价值和实际应用意义。     

3D printed meat and the fundamental aspects affecting printability

Three-dimensional (3D) printing, one of the forms of additive manufacturing, has become a popular trend worldwide with a wide range of applications including food. The technology is adaptable and meets foods nutritional and sensory needs allowing meat processing to reach a sustainable level, technology addressing the food requirement of the ever-increasing population and the fast-paced lifestyle by reducing food preparation time. By minimizing food waste and the strain on animal resources, technology can help to create a more sustainable economy and environment. This review article discusses the 3D printing process and various 3D printing techniques used for food printing, such as laser powder bed fusion, inkjet food printing, and binder jetting, a suitable 3D technique used for meat printing, such as extrusion-based bioprinting. Moreover, we discuss properties that affect the printability of meat and its products with their applications in the meat industry, 3D printing market potential challenges, and future trends.