国际食品顶刊综述：3D打印植物基人造肉的现状和机遇
植物基人造肉生产是一种模拟新型肉类的策略并激发了研究人员对替代动物肉类消费的兴趣。然而，在质地、营养和感官特性方面，植物基人造肉的开发存在一些挑战。三维 (3D) 食品打印可用于制造具有定制形状、颜色、口味、质地和营养价值的食品。因此，3D打印的植物性人造肉具有技术和商业潜力，但需要进一步研究以更好地了解它们的应用和局限性。
2022年12月29日，高丽大学Hyun Woo Kim*（通讯作者），Hyun Jin Park*（通讯作者）等在国际食品TOP期刊Trends in Food Science & Technology 发表题为“Development of plant-based meat analogs using 3D printing: Status and opportunities”的综述性论文。
该综述旨在总结植物基人造肉和3D食品打印的研究现状，为3D打印植物基人造肉用于制造和个性化营养需求食品提供进一步的方向。该综述还讨论了3D打印植物基人造肉的技术可能性、潜在应用和挑战。本期谷.专栏将分享这篇综述文章的亮点，所揭示的挑战以及部分图文解析。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2022.12.010
综述亮点
- 提出开发 3D 打印的植物基人造肉的可能性
- 总结制造植物基人造肉的加工技术
- 介绍辅助带有同轴喷嘴和双挤压打印机的 3D 打印机
- 探索用于3D 打印植物基肉类成分的有前途的配方
- 提出将3D打印应用于植物基肉类的机遇和挑战
面临挑战
3D食品打印可以解决食品加工业面临的几个问题，并可能有利于开发植物基人造肉。然而，3D 打印的植物基人造肉仍处于起步阶段；因此，它面临着一系列挑战。
（1）基于挤压的3D打印机在应用于植物基人造肉时的挤压力较低。硬度高的植物基人造肉油墨难以挤出，因此很难模仿动物肉的质地。
（2）虽然已经开发出多头3D打印机，但是多头、多通道同轴喷嘴的3D打印机还没有应用到食品上。目前的3D食品打印机通常只能打印一种或两种食品材料，因此3D打印食品的应用范围还比较狭窄。同轴喷嘴的更多打印头和通道可能有助于通过改变不同组件的分布来实现相似的外观。例如，具有多个通道的同轴喷嘴可用于结合功能成分以及肌肉和纤维成分，以获得定制的植物基人造肉。因此，有必要增加可打印数百种食品材料的3D打印机的打印头和同轴喷嘴的通道数量，以便它们可以轻松应用于食品行业，特别是植物基人造肉的生产。
（3）应研究产品分辨率与打印速度之间的平衡。与3D打印可行性相关的主要弱点是过程耗时，生产力低，以及食品产品的精度有限（Chen & Lin, 2017）。打印速度的增加通常会降低打印精度和分辨率。
（4）基于挤压的3D打印需要合适的可打印性；但是，能够使用挤压式3D食品打印机直接打印并具有良好打印适性的可选择材料有限。挤压式3D食品打印机适用于打印糊状物，而大部分食品材料仍然难以打印，需要先改为糊状再打印，这可能会限制3D食品打印的应用。如果材料的特性不适合打印，打印时喷嘴可能会堵塞或打印后形状会变形，从而导致打印产品的精度和质量下降。食品材料在打印前通常需要进行加工或辅以其他成分，以改变原料的流动性和凝胶性能，提高打印产品的稳定性。
（5）还需要进一步研究用于原材料3D打印的助剂，以提高原材料的流动性和凝胶性能以及打印产品的稳定性和质量。目前，用于 3D 打印植物基人造肉的材料有限。3D食品打印机只能灵活应用于部分配方的植物基人造肉，对于更复杂的植物基人造肉配方，还需要深入研究技术可行性。此外，3D 打印的植物基人造肉与动物肉在颜色、香气和味道方面仍然存在差异。
图文解析
图 1. (A) 单挤压3D打印机、(B) 使用 (i) A 型同轴喷嘴或 (ii) B型同轴喷嘴的同轴挤压3D打印系统和 (C) 双挤压的示意图和重要参数3D打印机。
图 2. 使用具有三角形填充图案和不同 (20–100%) 填充率的质构化大豆蛋白油炸3D打印植物基人造肉。
(责任编辑：admin)
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