江南大學(xué)張慜教授團(tuán)隊(duì)食品頂刊發(fā)表“3D打印預(yù)制菜”重要綜述

來源：科學(xué)私享

近日，江南大學(xué)張慜教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際食品Top期刊《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》（Q1，IF: 10.2）發(fā)表題為“3D printing technology for prepared dishes: Printing characteristics, applications, challenges and prospects”的綜述型論文。江南大學(xué)碩士研究生郭佳為第一作者，通訊作者為江南大學(xué)食品資源與綜合利用研究所張慜教授。

預(yù)制菜是受大眾歡迎的方便食品，滿足了消費(fèi)者追求美味的同時(shí)又能夠省時(shí)省力的需求。但是傳統(tǒng)的預(yù)制菜制備技術(shù)制備工序繁多、原料組成復(fù)雜，存在微生物污染、營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量差、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化等問題。食品3D打印作為一項(xiàng)新興技術(shù)，為提高預(yù)制菜質(zhì)量與個(gè)性化，解決生產(chǎn)加工中的問題提供了思路。本文綜述了傳統(tǒng)食品加工中預(yù)制菜肴行業(yè)面臨的問題，介紹了適用于3D預(yù)制菜的新型食品原料，以及食品添加劑�？偨Y(jié)了3D打印技術(shù)與熱輔助源(微波、激光)和非熱輔助源(電解、超聲波)的結(jié)合的現(xiàn)狀，為未來定制預(yù)制菜肴的發(fā)展提供參考。此外，還探討了食品3D打印技術(shù)在預(yù)制菜肴領(lǐng)域的應(yīng)用所面臨的挑戰(zhàn)和可能的解決方案。

結(jié)論與展望

介紹了使用3D打印技術(shù)制作預(yù)制菜肴的優(yōu)勢(shì)。
總結(jié)了可用于3D打印預(yù)制菜肴的潛在成分。
討論了可用于預(yù)制菜肴的新型3D打印技術(shù)(多噴嘴3D打印技術(shù)，熱輔助和非熱輔助3D打印)。
介紹了3D打印預(yù)制菜肴的挑戰(zhàn)和前景。

綜述結(jié)論
3D打印有利于豐富菜肴的種類，簡(jiǎn)化加工過程，實(shí)現(xiàn)食品定制。近年來，包括淀粉類食品、水果蔬菜、肉類甚至昆蟲食品在內(nèi)的各種食品系統(tǒng)中3D打印的應(yīng)用蓬勃發(fā)展，為3D打印在預(yù)制菜肴中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外，由于預(yù)制菜肴原料復(fù)雜，并且一些菜肴需要烹飪后冷鏈運(yùn)輸，未來需要進(jìn)一步研究既能滿足預(yù)制菜肴熱加工與冷藏后質(zhì)量需求，又能滿足3D打印需求的食品添加劑（熱處理穩(wěn)定劑、冷凍保護(hù)劑、新型抑菌劑）。

雖然新的3D打印技術(shù)為打印預(yù)制菜肴提供了巨大的潛力，但在這些技術(shù)用于實(shí)際的大規(guī)模生產(chǎn)之前，必須解決幾個(gè)挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括確定不同3D打印設(shè)備的參數(shù)，探索各種物理場(chǎng)輔助打印(如微波、超聲波、激光等)和烹飪同時(shí)進(jìn)行的可能性，并在提高能源利用效率的同時(shí)縮短加工時(shí)間。

圖文賞析

圖1. 3D打印技術(shù)生產(chǎn)食品的原理

圖2. 3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)制作預(yù)制菜肴的基本步驟

圖3. (a): 與微波技術(shù)結(jié)合的3D打印設(shè)備。(b): 微波3D打印制備的魚糜 (Z. Zhao, et al., 2021)和大豆蛋白制品(X. Yu, et al., 2022)

圖4. (a): 與紅外技術(shù)結(jié)合的3D打印設(shè)備。(b): 紅外3D打印設(shè)備打印的食品(Hertfield, et al.， 2019)

圖5. 與激光技術(shù)結(jié)合的3D打印設(shè)備 (Blutinger et al. 2023)

圖6. 與激光技術(shù)結(jié)合的3D打印設(shè)備正在打印并烹飪雞肉 (Blutinger et al. 2021)

圖7. 多噴頭3D打印設(shè)備打印出的蛋糕 (Blutinger et al. 2023)

圖8. 多噴頭3D打印設(shè)備打印出的點(diǎn)心/菜肴食品（a）帶餡芯的食品（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）菜肴類食品