干貨：食品3D打印技術(shù)及行業(yè)格局

導(dǎo)讀：民以食為天，當(dāng)食品與3D打印科技相結(jié)合，會(huì)碰撞出怎樣的火花？能否做到精準(zhǔn)飲食，能否替代動(dòng)物養(yǎng)殖，能否用植物蛋白做出肉的口感？還是僅僅用來(lái)消遣。相比于其他3D打印技術(shù)，食品3D打印雖然還相對(duì)早期，但正在成為關(guān)注的熱點(diǎn)。

什么是食品3D打印？

食品3D打印機(jī)，是一款可以把食物“打印”出來(lái)的機(jī)器。它使用的不是墨盒，而是把食物的材料和配料預(yù)先放入容器內(nèi)，再輸入食譜，按掣，余下的烹制程序會(huì)由它去做，輸出來(lái)的不是一張又一張的文件，而是真正可以吃下肚的食物。

食品3D打印有哪些類型

按照所打印的材料來(lái)劃分，我們可以分為非肉類3D打印和肉類3D打印。非肉類的打印材料常見的包括巧克力、植物蛋白（植物肉）、煎餅、糖果等，而肉類的打印材料常見的包括豬肉、牛肉、魚肉等。

如果按照打印的工藝來(lái)劃分，可以分為FDM擠出式（巧克力、煎餅、植物蛋白等）、粘結(jié)劑噴射（糖果）和生物3D打�。ㄅＨ狻⒇i肉、魚肉）。

曾經(jīng)火爆一時(shí)的食品3D打印機(jī)

用3D打印機(jī)打印煎餅，曾經(jīng)紅極一時(shí)，可以將任意的圖案畫成美味的西式煎餅，自拍照，手寫的情書，小孩的涂鴉等等。無(wú)論煎餅打印機(jī)出現(xiàn)在什么地方，都會(huì)引起很多人的關(guān)注，也有不少人希望通過(guò)煎餅3D打印來(lái)發(fā)財(cái)致富，但現(xiàn)實(shí)卻很殘酷，最終并沒(méi)有做成一個(gè)成功的商業(yè)模式。煎餅3D打印也陸續(xù)消失在人們的視野中。

全球食品3D打印公司

目前在中國(guó)、美國(guó)、日本、以色列、新西蘭等國(guó)家有一些食品3D打印公司，比如來(lái)自以色列的Redefine Meat、Aleph Farms、Meat-Tech 3D等公司主要從事動(dòng)物肉的開發(fā)。來(lái)自中國(guó)的CellX、MOODLES從事肉類3D打印，時(shí)印科技從事巧克力3D打印，浙江大學(xué)、江南大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校從事食品3D打印研究工作。來(lái)自日本的島津和大阪大學(xué)聯(lián)合研發(fā)動(dòng)物肉，Open Meals開了首家"3D打印壽司"餐廳。美國(guó)Modern Meadow從事3D打印豬肉開發(fā)，3D Systems曾推出過(guò)糖果3D打印機(jī)。

△全球部分食品3D打印代表公司

食品3D打印公司/研究機(jī)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀

●Redefine Meat
開發(fā)了植物肉3D打印的公司Redefine Meat，已經(jīng)向以色列的一些餐館和酒店推出了他們的“New-Meat”產(chǎn)品系列。這一系列的植物性替代肉類產(chǎn)品包括6盎司漢堡包、香腸、"羊肉 "串、中東 "雪茄 "和碎牛肉。2022年，Redefine Meat再次獲得1.35億美元融資；迄今為止，其總?cè)谫Y額已超過(guò) 1.7億美元。Redefine Meat的New-Meat產(chǎn)品已在以色列、荷蘭、德國(guó)和英國(guó)的120多家餐廳中銷售。

●Aleph Farms
2021年，在太空中3D打印出第一塊牛排的以色列食品技術(shù)公司Aleph Farms，宣布獲得了1.05億美元的B輪投資。Aleph Farms使用生物3D打印技術(shù)和牛細(xì)胞，生產(chǎn)肉排。在成功打印出幾個(gè)牛排之后，他們開始與監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，推進(jìn)3D打印牛排的商業(yè)化。3D打印的牛排將在2022年推出市場(chǎng)。此外，Aleph Farms和三菱將通過(guò)確保肉類在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)中的成功整合，共同幫助日本實(shí)現(xiàn)氣候變化和糧食安全目標(biāo)。 這項(xiàng)合作在應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用，尤其是在日本政府制定了到2050年實(shí)現(xiàn)零溫室氣體排放的目標(biāo)之后。

●Meat-Tech 3D
2020年，以色列食品科技公司Meat-Tech 3D已經(jīng)完成了700萬(wàn)美元（約4600萬(wàn)元人民幣）的融資，用于3D生物打印養(yǎng)殖肉生產(chǎn)技術(shù)。Meat-Tech 3D正在開發(fā)一種新穎的專有三維生物打印機(jī)，以三維結(jié)構(gòu)化培養(yǎng)肉的形式沉積分化干細(xì)胞，支架和細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物層。Meat-Tech 3D相信，公司正在開發(fā)的養(yǎng)殖肉類生產(chǎn)工藝旨在為最終的客戶提供工業(yè)屠宰的替代品，具有改善環(huán)境質(zhì)量，縮短全球食品供應(yīng)鏈并降低健康危害（例如從動(dòng)物傳染給人類人畜共患疾病，包括病毒，例如強(qiáng)力禽流感和Covid-19，以及耐藥細(xì)菌病原體，例如沙門氏菌的某些菌株）可能性的潛力。在2020年第三季度，該公司成功地從干細(xì)胞中3D打印出了均勻、纖薄且無(wú)屠宰的肉組織。

●CellX
2021年，CellX在上海舉行了第一次細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品原型的閉門交流活動(dòng)。在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行了細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品的技術(shù)展示與試吃。并在第二輪融資中籌集了430萬(wàn)美元。此次試吃的豬肉糜產(chǎn)品原型結(jié)合了黑豬的肌肉細(xì)胞與植物蛋白。此次活動(dòng)CellX也展示了另外三款結(jié)構(gòu)型產(chǎn)品原型，分別是成塊的豬肉粒、絲狀支架、以及3D生物打印產(chǎn)品原型。

●MOODLES

2022年食品科技公司「moodles」完成數(shù)千萬(wàn)元Pre-A輪融資，本輪由GGV資本領(lǐng)投，老股東風(fēng)物資本、人山資本悉數(shù)跟投。moodles在2021年7月創(chuàng)立， 選擇從科技創(chuàng)新角度切入，融合3D打印技術(shù)、分子料理、現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域。重新設(shè)計(jì)主食的產(chǎn)品形態(tài)，尋找兼顧健康、效率、美味的日常飲食可能最優(yōu)解。moodles現(xiàn)已做了精細(xì)化SKU布局，支持對(duì)市面上絕大多數(shù)主食單品形態(tài)的復(fù)刻，“直觀來(lái)說(shuō)，就是可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%以上雞胸肉的含量，搭配營(yíng)養(yǎng)健康食材，復(fù)刻出具有主食口感的食品。”基于米飯和面條制成的風(fēng)味中餐，是moodles的產(chǎn)品首個(gè)落腳點(diǎn)。諸如moodles制成的雞肉制細(xì)面，蛋白質(zhì)含量可較傳統(tǒng)面條上升114.3%，碳水含量可比傳統(tǒng)面條下降71.26%。

●時(shí)印科技
時(shí)印科技于2018年獲得東方匯富、乾然資本近千萬(wàn)元融資。2019年，時(shí)印科技推出國(guó)內(nèi)首款“盼打”自助式巧克力3D打印機(jī)，引領(lǐng)創(chuàng)意飲食成為一種時(shí)尚�！芭未颉迸鋫渥灾�打印系統(tǒng)，從設(shè)計(jì)、支付到打印一氣呵成，經(jīng)營(yíng)者無(wú)需值守。同時(shí)，每臺(tái)終端有智能財(cái)務(wù)管理后臺(tái)，可以實(shí)時(shí)看到點(diǎn)位的打印數(shù)量和營(yíng)收狀況，方便管理。

●浙江大學(xué)
2022年，國(guó)內(nèi)一項(xiàng)最新研究分析了植物肉加工過(guò)程中熱敏可可脂對(duì)大豆蛋白和面筋蛋白基凝膠3D打印的影響。研究結(jié)果顯示，熱敏可可脂的加入提高了植物蛋白基凝膠材料的流動(dòng)性和3D結(jié)構(gòu)的保形性。

該研究由浙江大學(xué)的研究人員完成，相關(guān)研究成果以“3D Printing of Soy Protein-and Gluten-Based Gels Facilitated by Thermosensitive Cocoa Butter in a Model Study(熱敏可可脂促進(jìn)大豆蛋白和面筋蛋白凝膠3D打印的模型研究)”為題發(fā)表在國(guó)際期刊ACS Food Science & Technology上。

●江南大學(xué)
江南大學(xué)范大明教授課題組在國(guó)際期刊Journal of Food Engineering(中科院一區(qū)；IF：5.354)上在線發(fā)表了題為“3D food printing curing technology based on gellan gum(基于結(jié)冷膠的3D食品打印固化技術(shù))”的研究性論文。閆博文為第一作者，范大明教授為通訊作者。

為了尋找一種具有高形狀穩(wěn)定性和高水平營(yíng)養(yǎng)健康食品的3D打印產(chǎn)品的后處理方法，江南大學(xué)張慜教授團(tuán)隊(duì)研究了不同后處理方法 (HD、MVD和FD) 對(duì)3D打印玫瑰山藥泥產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性的影響，以期篩選出一種具有較高形狀穩(wěn)定性和保持較好營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的3D產(chǎn)品后處理方法。相關(guān)研究成果以“Effect of drying method on post-processing stability and quality of 3D printed rose-yam paste”為題發(fā)表在國(guó)際期刊Drying Technology (IF：4.452；Q1/3區(qū)) 上。Chunyan Feng為1作，張慜為通訊。

●華南農(nóng)業(yè)大學(xué)

由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院牽頭在食品專業(yè)領(lǐng)域Top期刊Food Hydrocolloids(1區(qū)；IF：9.147)在線發(fā)表了題為“Effects of incubation temperature on the mechanical and structure performance of beeswax-carrageenan-xanthan hybrid gelator system in 3D printing(保溫溫度對(duì)3D打印中蜂蠟-卡拉膠-黃原膠混合凝膠體系力學(xué)和結(jié)構(gòu)性能的影響)”的研究論文，這項(xiàng)研究表明，打印溫度可控制混合凝膠油墨的流變特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較好的成型效果。

●日本島津&大阪大學(xué)
據(jù)說(shuō)島津正與大阪大學(xué)Sigmaxyz合作，開發(fā)一種能夠在生產(chǎn)線上大量生產(chǎn)人工肉的機(jī)器。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，該公司的目標(biāo)是在2025年之前找到一種生產(chǎn)肉類替代品的方法，從而生產(chǎn)出不僅具有真正肉類的口感，而且味道更好的可食用蛋白食品。研究人員以一種獨(dú)一無(wú)二的方式成功地用3D打印出了帶有大理石花紋的和牛Wagyu牛肉，這意味3D打印肉需要包含肌內(nèi)脂肪的白色斑點(diǎn)，為其提供額外的嫩度和風(fēng)味。

日本3D打印和牛肉還處于科研階段，尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，導(dǎo)致價(jià)格非常高。目前，制造出1立方厘米的“和牛肉”需要4周的時(shí)間，每克的制造成本為1萬(wàn)日元，約合人民幣570元。

●YAWARAKA 3D
在2020年舉辦的日本3D打印展上，YAWARAKA 3D展示了一款很有意思的食品3D打印機(jī)，非常吸人眼球，擁有兩個(gè)擠出裝置，可以打印兩種食材，打印基板上擺放了打印好的壽司，盤子里擺放了打印出的餅干，在食品行業(yè)中使用3D打印機(jī)是一種不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

●Modern Meadow
2014年，李嘉誠(chéng)旗下的風(fēng)險(xiǎn)投資公司維港投資Horizons Ventures牽頭對(duì)Modern Meadow Inc進(jìn)行了1000萬(wàn)美元的A輪投資。Modern Meadow是美國(guó)一家初創(chuàng)公司，該公司能夠在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)出畜肉和皮革。對(duì)于這些被培養(yǎng)出來(lái)的牲畜的肉和皮革的用途，現(xiàn)階段則主要是供應(yīng)時(shí)尚設(shè)計(jì)師和皮革產(chǎn)品生產(chǎn)商，以滿足全球?qū)�這些廠商所制造的商品的不斷增長(zhǎng)的需求。當(dāng)然，需要特別指出的是，在3D打印研制的過(guò)程中不會(huì)傷害到動(dòng)物和環(huán)境。2015年，賈斯汀·洛克菲勒成為Modern Meadow的投資者。但近幾年這家公司沒(méi)有新的進(jìn)展消息。

食品3D打印的未來(lái)市場(chǎng)

根據(jù)市場(chǎng)研究和咨詢公司Emergen Research的最新分析，全球3D食品打印市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到10.154億美元，并在預(yù)測(cè)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁的兩位數(shù)復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)。

3D食品打印作為一種新穎的產(chǎn)品，在其進(jìn)入市場(chǎng)初期就逐漸受到關(guān)注，由于能夠根據(jù)口味，設(shè)計(jì)或特定要求定制食品，因此在最近的不斷增長(zhǎng)的消費(fèi)者群體中，3D食品打印正迅速變得越來(lái)越受青睞。

另外，3D打印食品實(shí)際上是提高了消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)水平，衛(wèi)生且方便地在舒適的家庭廚房中打印新鮮、健康的食物。此外，食品3D打印還有望減少動(dòng)物養(yǎng)殖過(guò)程中的碳排放和危害。