江南大学3D打印预制菜解决方案出炉，科技赋能让食品从“将就”变“讲究” | 关注
在美国科幻影视《星际迷航》中，有一段画面至今让人记忆犹新，那就是充满未来科技感的“复制器”瞬间就制造出任何物体，如3D打印食物和日常用品几秒就可以完成。
现实与虚幻形成的巨大反差下，点燃了我们多重感官的High点，也许这就是科技片受追捧的原因。
如今，科学家正在使用3D打印技术用塑料，金属和玻璃制造物体，尽管这个过程并不快。但是这项发展了十几年的技术，最近已经开始被端上了人类的饭桌。
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。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，以及食品添加剂等。
3D打印预制菜肴的现状和前景如何？未来面临的挑战又有哪些？今天，我们一起来看一下。
3D打印预制菜解决方案出炉
预制菜作为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。
张慜教授团队的论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。
文章表示，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)3D打印食品你会吃吗？
其实，说起“3D打印技术”，相信大家并不陌生。但聊到“3D打印食品”似乎就有点摸不着头脑。
菜菜刚听说这个词时，也吃了一惊。这要进嘴的食品，还能3D打印吗？
答案，很明显，它能！
据资料显示，所谓3D打印（3D printing），其实就是“三维打印”，又称“增材制造”（additive manufacturing, AM），是快速成型（rapid prototyping, RP）技术的一种，主要是通过将计算机辅助设计（computer aided design, CAD）而成的三维数字模型分解成若干层平面切片，然后由3D打印机把粉末状、液状或丝状塑料、金属、陶瓷、组织细胞等可黏合材料，按切片图形采用分层加工和叠加成型的方式，逐层增加材料而生成三维实体的一种技术。由于分层加工过程与喷墨打印类似，因此将它称为3D打印。
而3D打印食品，是通过自动化增材工艺所制备的一种餐食，通俗来讲其实就是通过食品3D打印技术所制造的食物。食品3D打印主要是基于数据模型，采用可食用原料（如巧克力、面团、奶酪、水凝胶、肉类等）逐层沉积的方法制造实体产品的技术。
食品3D打印技术作为一种新兴食品加工技术，集数字化、图形处理和食品加工等多种技术于一体，具有个性化、营养、安全、形状多样等优点。
据悉，目前食品3D打印技术的主要应用领域主要在军事和太空食品以及老年和儿童食品。3D打印食品恰好契合军事和太空领域按需配餐的需要，不仅可以进行个性化定制，还可以在合理限度内延长食品的保质期；亦可以满足存在咀嚼、吞咽困难的老年人补充营养的需求，还可以针对不同生长阶段儿童所需的营养进行定制，通过3D打印出儿童喜欢的外形，来提升对儿童的食物吸引力。
盒马鲜生&MOODLES魔斗仕重新定义“科技与狠活”
去年8月份，网络博主辛吉飞的一句“科技与狠活”，将人们的视线再次聚焦于食品行业。
如今，当“真科技”遇上了狠活，3D打印技术已经渗透到人类生活的方方面面。
比如，作为预制菜全村希望的“村长”—盒马鲜生，和它的盟友们就很卷。
“预制菜不好吃、添加剂乱用、口味还原度低、不新鲜、没营养……针对这些痛点与偏见，我们决心用真正的科技，围绕产品下功夫，推动预制菜的品质升级。”今年5月9日，盒马预制菜部门总经理陈慧芳在预制菜战略升级发布会上表示。
当天，首批13家企业安井食品、顶甄食品、千味央厨、泰森、翼倍、广州酒家、国联水产、MOODLES魔斗仕、河南尚品、龙大美食、三阳食品、中饮巴比、中洋集团，和上海海洋大学、西北农林科技大学、武汉商学院3家高校，以及老板电器加入盒马发起的预制菜生态联盟。
其中，创立于2021年的MOODLES魔斗仕，便是一家以3D打印技术做主食的科技公司，融合分子料理、现代营养学等多学科领域，重新设计主食的产品形态，寻找兼顾健康、效率、美味的日常饮食的最优解。
MOODLES做的面条，外观、口感跟传统主食很相似，但食材体系更加多元，是将动物蛋白肉制品（如鸡肉、虾肉、牛肉）、植物蛋白、碳水、膳食纤维、维生素、微量元素等一日三餐涉及到的所有营养素，通过液态化的形式做成“汁状”食材 ，再用3D打印成型成面条等熟制主食，提高摄入营养效率。
今年3月起，盒马与Moodles联名推出了一系列鸡肉、虾肉做的面，成为小红书上被频频种草的新品。这款采用3D打印和分子料理技术的面条，含有超过55%的鸡肉添加、2杯牛奶蛋白质，备受宝妈群体和健身达人青睐，上市以来，上市一个月销售破百万，销售量以60%以上的周环比增长。
结语：
我们崇尚自然生活，提倡应季而食，但科技发展的车轮，正滚滚向前。
如今，预制菜已经被诸多餐饮品牌视为其第二发展曲线。但预制菜涉及到食品领域上下游的各个环节，集成了食品领域几乎全部门类的关键技术，是一个系统性工程。
3D打印食物，不同于传统食品加工错综复杂的步骤，它可以极致地压缩为两步——制备3D墨水和打印成品。3D打印食品是否获得百姓的青睐，一切还待市场认知、判断后给出答案。
来源 | 预制菜365
