江南大學張慜教授團隊食品頂刊發(fā)表“3D打印預制菜”重要綜述

來源： 科學私享

近日，江南大學張慜教授團隊在國際食品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。江南大學碩士研究生郭佳為第一作者，通訊作者為江南大學食品資源與綜合利用研究所張慜教授。

預制菜是受大眾歡迎的方便食品，滿足了消費者追求美味的同時又能夠省時省力的需求。但是傳統(tǒng)的預制菜制備技術制備工序繁多、原料組成復雜，存在微生物污染、營養(yǎng)質量差、產品標準化等問題。食品3D打印作為一項新興技術，為提高預制菜質量與個性化，解決生產加工中的問題提供了思路。本文綜述了傳統(tǒng)食品加工中預制菜肴行業(yè)面臨的問題，介紹了適用于3D預制菜的新型食品原料，以及食品添加劑。總結了3D打印技術與熱輔助源(微波、激光)和非熱輔助源(電解、超聲波)的結合的現(xiàn)狀，為未來定制預制菜肴的發(fā)展提供參考。此外，還探討了食品3D打印技術在預制菜肴領域的應用所面臨的挑戰(zhàn)和可能的解決方案。

結論與展望

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

綜述結論
3D打印有利于豐富菜肴的種類，簡化加工過程，實現(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的各種食品系統(tǒng)中3D打印的應用蓬勃發(fā)展，為3D打印在預制菜肴中的應用奠定了基礎。此外，由于預制菜肴原料復雜，并且一些菜肴需要烹飪后冷鏈運輸，未來需要進一步研究既能滿足預制菜肴熱加工與冷藏后質量需求，又能滿足3D打印需求的食品添加劑（熱處理穩(wěn)定劑、冷凍保護劑、新型抑菌劑）。

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

圖文賞析

圖1. 3D打印技術生產食品的原理

圖2. 3D打印技術和傳統(tǒng)加工技術制作預制菜肴的基本步驟

圖3. (a): 與微波技術結合的3D打印設備。(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): 與紅外技術結合的3D打印設備。(b): 紅外3D打印設備打印的食品(Hertfield, et al.， 2019)

圖5. 與激光技術結合的3D打印設備 (Blutinger et al. 2023)

圖6. 與激光技術結合的3D打印設備正在打印并烹飪雞肉 (Blutinger et al. 2021)

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

圖8. 多噴頭3D打印設備打印出的點心/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

圖9.  (a):與電技術結合的3D打印設備。(b):電解電位在−60 ~ 60 V之間的擠出線條顏色。(c):彩色3D打印作品 (Wang, et al . 2021)

原文鏈接
https://doi.org/10.1080/10408398.2023.2238826