2023年2月7日，中国农业大学的研究人员在农林科学1区TOP期刊Trends in Food Science & Technology (IF:16.002)上在线发表了题为“The research progress of physical regulation techniques in 3D food printing”的综述论文。

该文综述了食品3D打印前、中、后处理过程中采用的各种物理方法。进一步突出载能电磁场、超声波、电加热在食品3D打印全过程中的应用。并阐述了它们的作用机理以及对不同性质印刷基材的处理效果。

▲图1. 印刷前电热调控对印刷特性和性能的影响(a)蛋黄糊，(b)面团

▲图2. 预处理中微波和添加剂的协同作用对打印结果的影响(a)微波和Ca²⁺，(b)微波和食盐

▲图3. 印刷过程中电热调节温度对印刷结构和稳定性的影响 (a)不同打印温度下复合凝胶油墨的一维和三维打印结构，(b)不同温度下有添加剂的大豆分离蛋白浆料的成型效果和稳定性

▲图4. 3D打印过程中微波和TG酶对鱼糜自胶凝性的协同作用

▲图5. 打印后物理调控对印刷品变形程度的影响 (a) 微波干燥、红外干燥和热风干燥引起变形的不同机制，(b) 不同含盐量样品的微波诱导变形

▲图6. 4D打印中微波加热实现的特殊结构变化 (a)3D打印和间接4D打印的变形效果比较，(b)热风和微波加热引起的变形效果比较

▲图7. 后处理物理调节自发变色方法及样品 (a)使用微波刺激微胶囊印刷产品的自发变色，(b)微波-红外线加热刺激微胶囊变色，(c)微波加热改变pH值改变产品成分的颜色

3D食品打印中的物理因素为载能电磁场（微波、射频、红外和电场）、电热、成型模式、超声波等。物理调控技术已被证明是可以根据基材性质提高印刷性能的有效且环境友好的方法。在预处理和3D打印过程中处理时，物理调控技术主要用于改善基材特性。电热调控有助于制备具有良好材料性能的油墨，并且适当的印刷温度有助于油墨的可挤出性和保形性。

成型方式及其参数设置高度依赖于基材的类型，并在很大程度上决定成型效果。载能电磁场能快速改善打印特性，使3D打印物体具有合适的可挤出性和良好的尺寸精度及稳定性。此外，打印过程中处理将物理调控集成到食品打印机中以提高打印效率。在印刷后处理中，采用物理调控的方法对形状、颜色、水分等进行调控，以期获得稳定性更好、形状细腻、色彩诱人的印刷产品。

根据基材的打印特点和目标效果，合理的选择和结合物理调控技术，可以大大提高3D食品打印效果。未来的研究可以集中在各种物理调控技术的结合和交互作用上。例如，载能电磁场和超声预处理相结合，微波和红外加热相结合来诱导变形等方向可能是改善印刷产品质量的潜在途径。

注：本文由时印科技编译，原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.02.004

2023年2月7日，中国农业大学的研究人员在农林科学1区TOP期刊Trends in Food Science & Technology (IF:16.002)上在线发表了题为“The research progress of physical regulation techniques in 3D food printing”的综述论文。

该文综述了食品3D打印前、中、后处理过程中采用的各种物理方法。进一步突出载能电磁场、超声波、电加热在食品3D打印全过程中的应用。并阐述了它们的作用机理以及对不同性质印刷基材的处理效果。

▲图1. 印刷前电热调控对印刷特性和性能的影响(a)蛋黄糊，(b)面团

▲图2. 预处理中微波和添加剂的协同作用对打印结果的影响(a)微波和Ca²⁺，(b)微波和食盐

▲图3. 印刷过程中电热调节温度对印刷结构和稳定性的影响 (a)不同打印温度下复合凝胶油墨的一维和三维打印结构，(b)不同温度下有添加剂的大豆分离蛋白浆料的成型效果和稳定性

▲图4. 3D打印过程中微波和TG酶对鱼糜自胶凝性的协同作用

▲图5. 打印后物理调控对印刷品变形程度的影响 (a) 微波干燥、红外干燥和热风干燥引起变形的不同机制，(b) 不同含盐量样品的微波诱导变形

▲图6. 4D打印中微波加热实现的特殊结构变化 (a)3D打印和间接4D打印的变形效果比较，(b)热风和微波加热引起的变形效果比较

▲图7. 后处理物理调节自发变色方法及样品 (a)使用微波刺激微胶囊印刷产品的自发变色，(b)微波-红外线加热刺激微胶囊变色，(c)微波加热改变pH值改变产品成分的颜色

3D食品打印中的物理因素为载能电磁场（微波、射频、红外和电场）、电热、成型模式、超声波等。物理调控技术已被证明是可以根据基材性质提高印刷性能的有效且环境友好的方法。在预处理和3D打印过程中处理时，物理调控技术主要用于改善基材特性。电热调控有助于制备具有良好材料性能的油墨，并且适当的印刷温度有助于油墨的可挤出性和保形性。

成型方式及其参数设置高度依赖于基材的类型，并在很大程度上决定成型效果。载能电磁场能快速改善打印特性，使3D打印物体具有合适的可挤出性和良好的尺寸精度及稳定性。此外，打印过程中处理将物理调控集成到食品打印机中以提高打印效率。在印刷后处理中，采用物理调控的方法对形状、颜色、水分等进行调控，以期获得稳定性更好、形状细腻、色彩诱人的印刷产品。

根据基材的打印特点和目标效果，合理的选择和结合物理调控技术，可以大大提高3D食品打印效果。未来的研究可以集中在各种物理调控技术的结合和交互作用上。例如，载能电磁场和超声预处理相结合，微波和红外加热相结合来诱导变形等方向可能是改善印刷产品质量的潜在途径。

注：本文由时印科技编译，原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.02.004