江南大学张慜教授团队食品顶刊发表“3D打印预制菜”重要综述

来源： 科学私享

近日，江南大学张慜教授团队在国际食品Top期刊《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》（Q1，IF: 10.2）发表题为“3D printing technology for prepared dishes: Printing characteristics, applications, challenges and prospects”的综述型论文。江南大学硕士研究生郭佳为第一作者，通讯作者为江南大学食品资源与综合利用研究所张慜教授。

预制菜是受大众欢迎的方便食品，满足了消费者追求美味的同时又能够省时省力的需求。但是传统的预制菜制备技术制备工序繁多、原料组成复杂，存在微生物污染、营养质量差、产品标准化等问题。食品3D打印作为一项新兴技术，为提高预制菜质量与个性化，解决生产加工中的问题提供了思路。本文综述了传统食品加工中预制菜肴行业面临的问题，介绍了适用于3D预制菜的新型食品原料，以及食品添加剂。总结了3D打印技术与热辅助源(微波、激光)和非热辅助源(电解、超声波)的结合的现状，为未来定制预制菜肴的发展提供参考。此外，还探讨了食品3D打印技术在预制菜肴领域的应用所面临的挑战和可能的解决方案。

结论与展望

介绍了使用3D打印技术制作预制菜肴的优势。
总结了可用于3D打印预制菜肴的潜在成分。
讨论了可用于预制菜肴的新型3D打印技术(多喷嘴3D打印技术，热辅助和非热辅助3D打印)。
介绍了3D打印预制菜肴的挑战和前景。

综述结论
3D打印有利于丰富菜肴的种类，简化加工过程，实现食品定制。近年来，包括淀粉类食品、水果蔬菜、肉类甚至昆虫食品在内的各种食品系统中3D打印的应用蓬勃发展，为3D打印在预制菜肴中的应用奠定了基础。此外，由于预制菜肴原料复杂，并且一些菜肴需要烹饪后冷链运输，未来需要进一步研究既能满足预制菜肴热加工与冷藏后质量需求，又能满足3D打印需求的食品添加剂（热处理稳定剂、冷冻保护剂、新型抑菌剂）。

虽然新的3D打印技术为打印预制菜肴提供了巨大的潜力，但在这些技术用于实际的大规模生产之前，必须解决几个挑战。这些挑战包括确定不同3D打印设备的参数，探索各种物理场辅助打印(如微波、超声波、激光等)和烹饪同时进行的可能性，并在提高能源利用效率的同时缩短加工时间。

图文赏析

图1. 3D打印技术生产食品的原理

图2. 3D打印技术和传统加工技术制作预制菜肴的基本步骤

图3. (a): 与微波技术结合的3D打印设备。(b): 微波3D打印制备的鱼糜 (Z. Zhao, et al., 2021)和大豆蛋白制品(X. Yu, et al., 2022)

图4. (a): 与红外技术结合的3D打印设备。(b): 红外3D打印设备打印的食品(Hertfield, et al.， 2019)

图5. 与激光技术结合的3D打印设备 (Blutinger et al. 2023)

图6. 与激光技术结合的3D打印设备正在打印并烹饪鸡肉 (Blutinger et al. 2021)

图7. 多喷头3D打印设备打印出的蛋糕 (Blutinger et al. 2023)

图8. 多喷头3D打印设备打印出的点心/菜肴食品（a）带馅芯的食品（Xin Wang et al. 2022；Yuwei Du et al. 2023；Demei Kong et al. 2023） (b)彩色食品(Zhenbin Liu et al. 2018; Chang He et al. 2019)（c）菜肴类食品

图9.  (a):与电技术结合的3D打印设备。(b):电解电位在−60 ~ 60 V之间的挤出线条颜色。(c):彩色3D打印作品 (Wang, et al . 2021)

原文链接
https://doi.org/10.1080/10408398.2023.2238826