论文荐读|芜湖职业技术学院食品与生物工程学院新型食品加工技术应用创新研究团队:4D打印技术在食品加工领域中应用的研究进展

论文荐读

4D打印技术在食品加工领域中应用的研究进展

作者：

李鑫1* 彭常安1 张爽1 许月明1 王鹏2 徐幸莲2

单位：

1. 芜湖职业技术学院 食品与生物工程学院

2. 南京农业大学 食品科技学院

基金项目：

安徽省高等学校自然科学研究项目（212022AH052210）

摘要：4D打印技术是在3D打印基础上的延伸，3D 印刷产品在4D变化的过程中可以产生所需的结构，实现形状、功能的动态改变。4D 打印技术作为新兴的数字化生产技术，在诸多领域具有广阔的发展前景。近年来，4D打印技术在食品加工领域也受到关注并取得一些研究成果，通过4D打印可以得到风味更好、营养价值更高、更具趣味性的新型食品。该文综述了4D打印技术在食品加工领域中的研究进展，包括打印材料、外界刺激、打印制品的变化等方面；最后针对食品的4D打印未来发展面临的机遇与挑战进行展望。

关键词：4D打印；食品加工；打印材料；外界刺激；动态变化

主要结论

4D食品打印技术体现了食品加工新材料、新工艺、新技术的发展方向，具有非常广阔的发展前景。在食品领域，3D 打印实现了产品外观的自由设计和对食物营养的精准控制，4D 食品打印则进一步带来了外形、风味、组织结构或营养价值可调节、可变化的“智慧食品”，充分体现了新材料、新工艺、新技术在食品加工领域的应用，极有可能使得人们的膳食方式发生翻天覆地的变化。

目前4D打印技术尚处于研究阶段，未来对4D食品打印技术的研究还应关注以下几点。首先，研发高精度的4D食品打印专用打印设备。目前，4D打印成型大多使用的是3D打印设备，3D打印机在完成4D打印过程中还有很大局限性，存在着打印精度不够、打印设备和材料特性不匹配、完成曲面等复杂几何构型时效果不理想等问题。因此，需要研发4D打印专用的打印机，引入新的数字化模型、算法及智能编程，提高4D 打印食品的精确性和稳定性。第二，开发食品智能材料，并深入研究食品材料的内部结构和外界刺激之间的关系，以更好的控制食物动态变化，增强4D 打印效果。最后，在智能食品材料基础上打印智能产品，还需要不断研发和设计出适应于智能材料的特殊智能结构。建立食品物料与模型结构、形变之间的数学模型，可以更好的指导 4D 打印食品的开发。

团队介绍

团队现有成员9人，是一支具有丰富食品加工生产实践经验、技术研究与服务能力强的科研团队。团队成员中具有博士学位3人，具有硕士学位5人，高级职称7人，中级职称2人。团队近几年主要致力于食品3D与4D打印技术的研究，以为满足我国居民膳食营养需求、食品行业新技术、新产品的研究与开发做出贡献。目前取得相关领域论文成果10余篇，申请专利2项。

第一作者

李鑫，女，硕士，2018年6月毕业于南京农业大学食品科技学院，主要从事肉制品加工方向研究。2018年7月至今就职于芜湖职业技术学院食品与生物工程学院。任职期间，主持省级教科研项目2项，指导学生参加省市级专利大赛获奖3项，指导学生参加创新创业大赛获奖2项，参加省教学能力大赛获得一等奖一项、二等奖一项，以第一作者发表论文10篇。