探讨如何通过3D打印实现更具针对性的营养食品

《3D打印世界》讯/美国和墨西哥一个研究团队对3D打印营养性食品的流变学和可打印性特征进行了研究。

研究称3D打印食品的潜力是为目标人群提供他们需要的特定营养物质。因此，推进3D打印食品制造重要原因之一是个性化营养的前景。

为了使个性化营养在平衡饮食的基础上涵盖各种需求，则需要打印由水果、蔬菜、谷物，甚至可能是动物产品组成的配方。

在Foodini机器上3D打印食物

事实证明，在过去，具有复杂多成分混合物的定制食品配方很难用基于挤压的方法进行3D打印。这在很大程度上可以归因于对食品在打印过程中的行为方式缺乏了解，因此一直需要深入研究流变学对可食用材料打印能力的影响。

为此，研究小组准备了几种营养打印配方，包含多达9种不同的成分，包括可持续蛋白质（如昆虫粉末）和副产品（如橙皮）。

为了评估和关联这些配方的流变特性和可印刷性的最终目的，研究人员改变了预胶化玉米淀粉的浓度（4-10%）和打印温度（27-47℃）等参数。

通过振幅扫描、剪切粘度试验、剪切恢复试验、随时间变化的剪切试验、温度斜坡和振荡模式下的温度扫描，对食品油墨进行了流变学特征分析。同样，通过对印刷结构的几何特征进行数字图像分析，评估了油墨的可印刷性。

结果显示了什么？

从结果来看，提高3D打印机的喷嘴温度具有降低打印结构塌陷应力值的效果。

另一方面，将预胶化淀粉的浓度从4%提高到10%，极大地提高了打印食品的屈服应力和储存模量，分别从87.5帕提高到883.2帕和1004.9帕提高到2620.9帕。然而，这些流变学参数与打印的改善并不相关。事实上，可打印性评估显示，6%和8%的配方实际上比10%的油墨表现出更好的打印性。

最终结果表明，在3D打印多成分食品配方时，必须同时进行流变学和打印性分析。更高的浓度并不表明有更好的可打印性，虽然流变学特性确实对材料特性有影响，但它们并不总是准确地预测3D打印结构在挤压后的表现。

研究人员表示，需要进行更多的研究，以便开发新的技术，更好地评估可食用3D打印材料。尽管如此，该团队相信其工作可以作为未来研究的设计模板，寻求为增材制造设计个性化的营养油墨。

该研究的更多细节可以在题为《Evaluation of rheology and printability of 3D printing nutritious food with complex formulations》的论文中。

宜家3D打印肉丸

3D打印行业中，也有不少公司致力于推动食品3D打印技术的发展。例如中国的3D打印机制造商Wiiboox最近推出了其新的食品3D打印挤出机LuckyBot，可以与各种标准的桌面3D打印机集成，将它们变成专用的食品打印机。LuckyBot的售价为159美元，与巧克力、花生酱、奶油、奶酪、果酱、土豆泥、沙拉酱和其他软性食品兼容。

总部位于法国的食品3D打印公司Digital Patisserie宣布推出其新的糕点3D打印机Patiss3。这款机器受麻省理工学院开发的3D打印技术的启发，这个基于挤压的系统主要针对糕点厨师、餐馆和工业饼干厂，使用户能够以高速制造可食用的自由形状。