隨著科技的發(fā)展，食品3D打印技術的出現及精準營養(yǎng)產品定制給食品產業(yè)升級帶來了新的力量。3D打印技術如何實現精準營養(yǎng)定制？近日，在江南大學聯合荷蘭瓦赫寧根大學及研究中心舉辦的“未來食品”云端論壇第二期食品3D打印分論壇上，專家指出，3D打印技術，是以三維設計模型為藍本，通過計算機軟件設計出產品的數字程序，逐層打印生產產品。3D打印技術在食品領域的應用可根據消費者的個性化需求定制食品，簡化供應鏈，拓寬食品原料來源等，實現美食與科技的完美結合，為食品工業(yè)帶來變革。

個性化營養(yǎng)食品定制成為可能

隨著人們生活水平的提高及食品產業(yè)的發(fā)展，精準營養(yǎng)產品定制成為食品行業(yè)的新驅動力。食品3D打印技術可以將原料按照“逐層打印，堆疊成型”的原理進行加工。浙江大學教授賀永指出，食品3D打印技術主要特性是將原料逐步疊加形成特定的三維結構，并通常涉及液體到固體的物理化學變化過程。

“食品3D打印技術打破了傳統(tǒng)食品的生產模式，可以根據消費者的需求進行個性化設計，并增強食品的營養(yǎng)及附加值。在食品3D打印中，擠壓技術是當前普遍使用的制備手段，其中食品的流變特性對3D打印的穩(wěn)定性至關重要，其相互關聯性的探索可以為3D打印技術更好地應用提供指南?！蓖吆諏幐髮W食品加工與工程實驗室教授Maarten Schutyser說。

瓦赫寧根大學食品生物基研究院研究員Martijn Noort認為，食品的質地是可以根據設計而改變的，食品3D打印技術為創(chuàng)造具有個性化結構、質地和成分的新型食品提供了可行性。首先可以在不同條件下通過控制傳統(tǒng)食品的結構和組成來設計食品的機械特性；其次可以創(chuàng)造食品新的結構和功能，比如創(chuàng)造食品非均質地結構、設計斷裂特性和模擬感官特性等；最終通過技術手段來實現具有特殊營養(yǎng)組成、質地結構和口感的個性化營養(yǎng)食品的定制。

此外，細胞培養(yǎng)肉作為當下的焦點之一，也引起了專家的關注和研究，并進行了相關探索。賀永指出，“目前細胞培養(yǎng)肉與具備良好口感的牛排相比還缺失了肌肉化組織結構體外構建環(huán)節(jié)，而生物3D打印可以控制載細胞生物墨水打印出組織結構，再進一步通過體外培養(yǎng)獲得功能化組織。我們實驗室也成功實現了含血管結構的大尺寸組織制造?！?/span>

產業(yè)化應用面臨諸多挑戰(zhàn)

專家指出，我國食品3D打印研究在世界上占有重要地位，目前基于3D打印技術最有希望生產的食品主要包括個性化設計食品、新型休閑糖果以及特需食品等。擠出成型是食品3D打印最主流的制造方式，但目前大多數3D食品打印機只出現在實驗室，商用3D食品打印機還沒有面向市場，面臨著諸多技術和應用的難題及挑戰(zhàn)。

江南大學教授張慜認為，目前食品3D打印技術面臨的難題大多與打印體系的材料特性密切相關，主要表現在產品成型難和穩(wěn)定性差、高精度打印困難和打印效率較低等方面。因此基于材料特性調控來開發(fā)適合3D打印的特定食品凝膠體系是目前食品3D打印研究的主流。他指出，未來食品3D打印的趨勢主要是利用食品3D打印與其他新型技術結合、4D打印技術、3D打印產品品質智能調控等，但均面臨巨大挑戰(zhàn)。

目前浙江大學教授賀永團隊研究的食品3D打印技術主要應用在巧克力打印工藝、蛋糕定制、節(jié)日禮品及logo的特性化設計方面，正在拓展ATM式自助食品打印的多維度應用場景，未來可應用在廚房3D打印、分子料理的自動化加工方面。

那么未來能否突破3D打印產業(yè)化應用挑戰(zhàn)及應用在植物肉生產上？專家表示，產業(yè)化應用是食品3D打印技術發(fā)展的一個過程。首先，食品材料的打印機理有待進一步深入研究，在此基礎上才能開發(fā)新產品。以擠出型食品3D打印為例，通過對打印原料特性的研究，研發(fā)安全可靠的打印原料助劑，改善原料的流動性以及凝膠特性，提高打印產品的穩(wěn)定性。其次，生產出傳統(tǒng)模具無法生產的新型食品，如打印出一些特殊的形狀，是3D打印的優(yōu)勢。因此，食品內部結構的設計優(yōu)化和重組技術是食品3D打印發(fā)展的關鍵，同時還需推進精密度高、高效穩(wěn)定的3D打印裝備和打印控制軟件的研發(fā)。最后，利用其他新型技術的結合協(xié)同解決應用難題，來克服現有食品3D打印的應用難題，從而實現打印過程高效、產品精確成型，以及產品品質有效監(jiān)控。

在植物肉的生產上，專家表示，3D打印技術用于制造牛肉、豬肉等肉類的打印已有研究和報道。目前該技術在生產高仿真感的植物肉上還有一定難度。如果未來植物肉原料蛋白結構改造能夠得以突破，結合3D打印技術在食品結構設計上的優(yōu)勢，創(chuàng)造出具有與肌肉組織相同質地的微纖維以及與真實肉相同的脂肪組織和肌肉組織的分布，或能解決植物肉產品口感上的缺陷，突破替代肉規(guī)?；a的瓶頸。

在未來應用中，食品3D打印可綜合考量食品的組成、設計、機制和感官等多個方面，從而制定出具有特定性狀和功能的產品以期提高消費者選擇上的多樣性，并且消費者可以根據個人感官方面的喜好和需求等選擇自己所期望的產品。

作為一種新興事物，應如何打消消費者食用3D打印產品的顧慮？專家表示，食品3D打印在產品成型的時候需要添加一些成型劑來塑型，消費者可能會不喜歡在食品原材料里添加一些添加劑。實際上這些添加劑的材料非常安全，不存在食品安全隱患。此外，未來食品3D打印技術的市場推廣可能需要為消費者提供更多的知識普及，展示原料是如何制備的。整體而言，3D打印食品是沒有問題的，但就目前的研究現狀而言，考慮這個問題還為時尚早，后期需要開展更多更深入的工作。

（袁國鳳）