干貨：食品3D打印技術及行業(yè)格局

導讀：民以食為天，當食品與3D打印科技相結合，會碰撞出怎樣的火花？能否做到精準飲食，能否替代動物養(yǎng)殖，能否用植物蛋白做出肉的口感？還是僅僅用來消遣。相比于其他3D打印技術，食品3D打印雖然還相對早期，但正在成為關注的熱點。

什么是食品3D打��？

食品3D打印機，是一款可以把食物“打印”出來的機器。它使用的不是墨盒，而是把食物的材料和配料預先放入容器內，再輸入食譜，按掣，余下的烹制程序會由它去做，輸出來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劃分，可以分為FDM擠出式（巧克力、煎餅、植物蛋白等）、粘結劑噴射（糖果）和生物3D打�。ㄅＨ狻⒇i肉、魚肉）。

曾經火爆一時的食品3D打印機

用3D打印機打印煎餅，曾經紅極一時，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。無論煎餅打印機出現在什么地方，都會引起很多人的關注，也有不少人希望通過煎餅3D打印來發(fā)財致富，但現實卻很殘酷，最終并沒有做成一個成功的商業(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、美國、日本、以色列、新西蘭等國家有一些食品3D打印公司，比如來自以色列的Redefine Meat、Aleph Farms、Meat-Tech 3D等公司主要從事動物肉的開發(fā)。來自中國的CellX、MOODLES從事肉類3D打印，時印科技從事巧克力3D打印，浙江大學、江南大學、華南農業(yè)大學等高校從事食品3D打印研究工作。來自日本的島津和大阪大學聯合研發(fā)動物肉，Open Meals開了首家"3D打印壽司"餐廳。美國Modern Meadow從事3D打印豬肉開發(fā)，3D Systems曾推出過糖果3D打印機。

△全球部分食品3D打印代表公司

食品3D打印公司/研究機構發(fā)展現狀

●Redefine Meat
開發(fā)了植物肉3D打印的公司Redefine Meat，已經向以色列的一些餐館和酒店推出了他們的“New-Meat”產品系列。這一系列的植物性替代肉類產品包括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，其總融資額已超過 1.7億美元。Redefine Meat的New-Meat產品已在以色列、荷蘭、德國和英國的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打印技術和牛細胞，生產肉排。在成功打印出幾個牛排之后，他們開始與監(jiān)管機構合作，推進3D打印牛排的商業(yè)化。3D打印的牛排將在2022年推出市場。此外，Aleph Farms和三菱將通過確保肉類在當地生態(tài)系統(tǒng)中的成功整合，共同幫助日本實現氣候變化和糧食安全目標。 這項合作在應對氣候變化方面發(fā)揮了主導作用，尤其是在日本政府制定了到2050年實現零溫室氣體排放的目標之后。

●Meat-Tech 3D
2020年，以色列食品科技公司Meat-Tech 3D已經完成了700萬美元（約4600萬元人民幣）的融資，用于3D生物打印養(yǎng)殖肉生產技術。Meat-Tech 3D正在開發(fā)一種新穎的專有三維生物打印機，以三維結構化培養(yǎng)肉的形式沉積分化干細胞，支架和細胞營養(yǎng)物層。Meat-Tech 3D相信，公司正在開發(fā)的養(yǎng)殖肉類生產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)境質量，縮短全球食品供應鏈并降低健康危害（例如從動物傳染給人類人畜共患疾病，包括病毒，例如強力禽流感和Covid-19，以及耐藥細菌病原體，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胞中3D打印出了均勻、纖薄且無屠宰的肉組織。

●CellX
2021年，CellX在上海舉行了第一次細胞培養(yǎng)肉產品原型的閉門交流活動。在活動現場，進行了細胞培養(yǎng)肉產品的技術展示與試吃。并在第二輪融資中籌集了430萬美元。此次試吃的豬肉糜產品原型結合了黑豬的肌肉細胞與植物蛋白。此次活動CellX也展示了另外三款結構型產品原型，分別是成塊的豬肉粒、絲狀支架、以及3D生物打印產品原型。

●MOODLES

2022年食品科技公司「moodles」完成數千萬元Pre-A輪融資，本輪由GGV資本領投，老股東風物資本、人山資本悉數跟投。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、分子料理、現代營養(yǎng)學等多學科領域。重新設計主食的產品形態(tài)，尋找兼顧健康、效率、美味的日常飲食可能最優(yōu)解。moodles現已做了精細化SKU布局，支持對市面上絕大多數主食單品形態(tài)的復刻，“直觀來說，就是可以實現高達95%以上雞胸肉的含量，搭配營養(yǎng)健康食材，復刻出具有主食口感的食品�！被�于米飯和面條制成的風味中餐，是moodles的產品首個落腳點。諸如moodles制成的雞肉制細面，蛋白質含量可較傳統(tǒng)面條上升114.3%，碳水含量可比傳統(tǒng)面條下降71.26%。

●時印科技
時印科技于2018年獲得東方匯富、乾然資本近千萬元融資。2019年，時印科技推出國內首款“盼打”自助式巧克力3D打印機，引領創(chuàng)意飲食成為一種時尚�！芭未颉迸鋫渥灾�打印系統(tǒng)，從設計、支付到打印一氣呵成，經營者無需值守。同時，每臺終端有智能財務管理后臺，可以實時看到點位的打印數量和營收狀況，方便管理。

●浙江大學
2022年，國內一項最新研究分析了植物肉加工過程中熱敏可可脂對大豆蛋白和面筋蛋白基凝膠3D打印的影響。研究結果顯示，熱敏可可脂的加入提高了植物蛋白基凝膠材料的流動性和3D結構的保形性。

該研究由浙江大學的研究人員完成，相關研究成果以“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)表在國際期刊ACS Food Science & Technology上。

●江南大學
江南大學范大明教授課題組在國際期刊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(基于結冷膠的3D食品打印固化技術)”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)定性和高水平營養(yǎng)健康食品的3D打印產品的后處理方法，江南大學張慜教授團隊研究了不同后處理方法 (HD、MVD和FD) 對3D打印玫瑰山藥泥產品品質和穩(wěn)定性的影響，以期篩選出一種具有較高形狀穩(wěn)定性和保持較好營養(yǎng)價值的3D產品后處理方法。相關研究成果以“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。

●華南農業(yè)大學

由華南農業(yè)大學食品學院牽頭在食品專業(yè)領域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3D打印中蜂蠟-卡拉膠-黃原膠混合凝膠體系力學和結構性能的影響)”的研究論文，這項研究表明，打印溫度可控制混合凝膠油墨的流變特性，進而實現較好的成型效果。

●日本島津&大阪大學
據說島津正與大阪大學Sigmaxyz合作，開發(fā)一種能夠在生產線上大量生產人工肉的機器。通過這個項目，該公司的目標是在2025年之前找到一種生產肉類替代品的方法，從而生產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。研究人員以一種獨一無二的方式成功地用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脂肪的白色斑點，為其提供額外的嫩度和風味。

日本3D打印和牛肉還處于科研階段，尚未實現量產，導致價格非常高。目前，制造出1立方厘米的“和牛肉”需要4周的時間，每克的制造成本為1萬日元，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，非常吸人眼球，擁有兩個擠出裝置，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打印機是一種不斷增長的趨勢。

●Modern Meadow
2014年，李嘉誠旗下的風險投資公司維港投資Horizons Ventures牽頭對Modern Meadow Inc進行了1000萬美元的A輪投資。Modern Meadow是美國一家初創(chuàng)公司，該公司能夠在實驗室里培養(yǎng)出畜肉和皮革。對于這些被培養(yǎng)出來的牲畜的肉和皮革的用途，現階段則主要是供應時尚設計師和皮革產品生產商，以滿足全球對這些廠商所制造的商品的不斷增長的需求。當然，需要特別指出的是，在3D打印研制的過程中不會傷害到動物和環(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有新的進展消息。

食品3D打印的未來市場

根據市場研究和咨詢公司Emergen Research的最新分析，全球3D食品打印市場規(guī)模預計到2027年將達到10.154億美元，并在預測期內實現強勁的兩位數復合年增長率(CAGR)。

3D食品打印作為一種新穎的產品，在其進入市場初期就逐漸受到關注，由于能夠根據口味，設計或特定要求定制食品，因此在最近的不斷增長的消費者群體中，3D食品打印正迅速變得越來越受青睞。

另外，3D打印食品實際上是提高了消費者的營養(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打印還有望減少動物養(yǎng)殖過程中的碳排放和危害。