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【行业资讯】干货:食品3D打印技术及行业格局

什么是食品3D打印?

食品3D打印机,是一款可以把食物“打印”出来的机器。它使用的不是墨盒,而是把食物的材料和配料预先放入容器内,再输入食谱,按掣,余下的烹制程序会由它去做,输出来的不是一张又一张的文件,而是真正可以吃下肚的食物。

食品3D打印有哪些类型

按照所打印的材料来划分,我们可以分为非肉类3D打印和肉类3D打印。非肉类的打印材料常见的包括巧克力、植物蛋白(植物肉)、煎饼、糖果等,而肉类的打印材料常见的包括猪肉、牛肉、鱼肉等。


如果按照打印的工艺来划分,可以分为FDM挤出式(巧克力、煎饼、植物蛋白等)、粘结剂喷射(糖果)和生物3D打印(牛肉、猪肉、鱼肉)。


曾经火爆一时的食品3D打印机

用3D打印机打印煎饼,曾经红极一时,可以将任意的图案画成美味的西式煎饼,自拍照,手写的情书,小孩的涂鸦等等。无论煎饼打印机出现在什么地方,都会引起很多人的关注,也有不少人希望通过煎饼3D打印来发财致富,但现实却很残酷,最终并没有做成一个成功的商业模式。煎饼3D打印也陆续消失在人们的视野中。


全球食品3D打印公司

目前在中国、美国、日本、以色列、新西兰等国家有一些食品3D打印公司,比如来自以色列的Redefine Meat、Aleph Farms、Meat-Tech 3D等公司主要从事动物肉的开发。来自中国的CellX、MOODLES从事肉类3D打印,时印科技从事巧克力3D打印,浙江大学、江南大学、华南农业大学等高校从事食品3D打印研究工作。来自日本的岛津和大阪大学联合研发动物肉,Open Meals开了首家"3D打印寿司"餐厅。美国Modern Meadow从事3D打印猪肉开发,3D Systems曾推出过糖果3D打印机。
△全球部分食品3D打印代表公司

食品3D打印公司/研究机构发展现状

●Redefine Meat
开发了植物肉3D打印的公司Redefine Meat,已经向以色列的一些餐馆和酒店推出了他们的“New-Meat”产品系列。这一系列的植物性替代肉类产品包括6盎司汉堡包、香肠、"羊肉 "串、中东 "雪茄 "和碎牛肉。2022年,Redefine Meat再次获得1.35亿美元融资;迄今为止,其总融资额已超过 1.7亿美元。Redefine Meat的New-Meat产品已在以色列、荷兰、德国和英国的120多家餐厅中销售。


●Aleph Farms
2021年,在太空中3D打印出第一块牛排的以色列食品技术公司Aleph Farms,宣布获得了1.05亿美元的B轮投资。Aleph Farms使用生物3D打印技术和牛细胞,生产肉排。在成功打印出几个牛排之后,他们开始与监管机构合作,推进3D打印牛排的商业化。3D打印的牛排将在2022年推出市场。此外,Aleph Farms和三菱将通过确保肉类在当地生态系统中的成功整合,共同帮助日本实现气候变化和粮食安全目标。 这项合作在应对气候变化方面发挥了主导作用,尤其是在日本政府制定了到2050年实现零温室气体排放的目标之后。


●Meat-Tech 3D
2020年,以色列食品科技公司Meat-Tech 3D已经完成了700万美元(约4600万元人民币)的融资,用于3D生物打印养殖肉生产技术。Meat-Tech 3D正在开发一种新颖的专有三维生物打印机,以三维结构化培养肉的形式沉积分化干细胞,支架和细胞营养物层。Meat-Tech 3D相信,公司正在开发的养殖肉类生产工艺旨在为最终的客户提供工业屠宰的替代品,具有改善环境质量,缩短全球食品供应链并降低健康危害(例如从动物传染给人类人畜共患疾病,包括病毒,例如强力禽流感和Covid-19,以及耐药细菌病原体,例如沙门氏菌的某些菌株)可能性的潜力。在2020年第三季度,该公司成功地从干细胞中3D打印出了均匀、纤薄且无屠宰的肉组织。


●CellX
2021年,CellX在上海举行了第一次细胞培养肉产品原型的闭门交流活动。在活动现场,进行了细胞培养肉产品的技术展示与试吃。并在第二轮融资中筹集了430万美元。此次试吃的猪肉糜产品原型结合了黑猪的肌肉细胞与植物蛋白。此次活动CellX也展示了另外三款结构型产品原型,分别是成块的猪肉粒、丝状支架、以及3D生物打印产品原型。


●MOODLES

2022年食品科技公司「moodles」完成数千万元Pre-A轮融资,本轮由GGV资本领投,老股东风物资本、人山资本悉数跟投。moodles在2021年7月创立, 选择从科技创新角度切入,融合3D打印技术、分子料理、现代营养学等多学科领域。重新设计主食的产品形态,寻找兼顾健康、效率、美味的日常饮食可能最优解。moodles现已做了精细化SKU布局,支持对市面上绝大多数主食单品形态的复刻,“直观来说,就是可以实现高达95%以上鸡胸肉的含量,搭配营养健康食材,复刻出具有主食口感的食品。”基于米饭和面条制成的风味中餐,是moodles的产品首个落脚点。诸如moodles制成的鸡肉制细面,蛋白质含量可较传统面条上升114.3%,碳水含量可比传统面条下降71.26%。



●时印科技
时印科技于2018年获得东方汇富、乾然资本近千万元融资。2019年,时印科技推出国内首款“盼打”自助式巧克力3D打印机,引领创意饮食成为一种时尚。“盼打”配备自助打印系统,从设计、支付到打印一气呵成,经营者无需值守。同时,每台终端有智能财务管理后台,可以实时看到点位的打印数量和营收状况,方便管理。


●浙江大学
2022年,国内一项最新研究分析了植物肉加工过程中热敏可可脂对大豆蛋白和面筋蛋白基凝胶3D打印的影响。研究结果显示,热敏可可脂的加入提高了植物蛋白基凝胶材料的流动性和3D结构的保形性。

该研究由浙江大学的研究人员完成,相关研究成果以“3D Printing of Soy Protein-and Gluten-based Gels Facilitated by Thermosensitive Cocoa Butter in a Model Study(热敏可可脂促进大豆蛋白和面筋蛋白凝胶3D打印的模型研究)”为题发表在国际期刊ACS Food Science & Technology上。



●江南大学
江南大学范大明教授课题组在国际期刊Journal of Food Engineering(中科院一区;IF:5.354)上在线发表了题为“3D food printing curing technology based on gellan gum(基于结冷胶的3D食品打印固化技术)”的研究性论文。闫博文为第一作者,范大明教授为通讯作者。


为了寻找一种具有高形状稳定性和高水平营养健康食品的3D打印产品的后处理方法,江南大学张慜教授团队研究了不同后处理方法 (HD、MVD和FD) 对3D打印玫瑰山药泥产品品质和稳定性的影响,以期筛选出一种具有较高形状稳定性和保持较好营养价值的3D产品后处理方法。相关研究成果以“Effect of drying method on post-processing stability and quality of 3D printed rose-yam paste”为题发表在国际期刊Drying Technology (IF:4.452;Q1/3区) 上。Chunyan Feng为1作,张慜为通讯。


●华南农业大学

由华南农业大学食品学院牵头在食品专业领域Top期刊Food Hydrocolloids(1区;IF:9.147)在线发表了题为“Effects of incubation temperature on the mechanical and structure performance of beeswax-carrageenan-xanthan hybrid gelator system in 3D printing(保温温度对3D打印中蜂蜡-卡拉胶-黄原胶混合凝胶体系力学和结构性能的影响)”的研究论文,这项研究表明,打印温度可控制混合凝胶油墨的流变特性,进而实现较好的成型效果。


●日本岛津&大阪大学
据说岛津正与大阪大学Sigmaxyz合作,开发一种能够在生产线上大量生产人工肉的机器。通过这个项目,该公司的目标是在2025年之前找到一种生产肉类替代品的方法,从而生产出不仅具有真正肉类的口感,而且味道更好的可食用蛋白食品。研究人员以一种独一无二的方式成功地用3D打印出了带有大理石花纹的和牛Wagyu牛肉,这意味3D打印肉需要包含肌内脂肪的白色斑点,为其提供额外的嫩度和风味。

日本3D打印和牛肉还处于科研阶段,尚未实现量产,导致价格非常高。目前,制造出1立方厘米的“和牛肉”需要4周的时间,每克的制造成本为1万日元,约合人民币570元。


●YAWARAKA 3D
在2020年举办的日本3D打印展上,YAWARAKA 3D展示了一款很有意思的食品3D打印机,非常吸人眼球,拥有两个挤出装置,可以打印两种食材,打印基板上摆放了打印好的寿司,盘子里摆放了打印出的饼干,在食品行业中使用3D打印机是一种不断增长的趋势。


●Modern Meadow
2014年,李嘉诚旗下的风险投资公司维港投资Horizons Ventures牵头对Modern Meadow Inc进行了1000万美元的A轮投资。Modern Meadow是美国一家初创公司,该公司能够在实验室里培养出畜肉和皮革。对于这些被培养出来的牲畜的肉和皮革的用途,现阶段则主要是供应时尚设计师和皮革产品生产商,以满足全球对这些厂商所制造的商品的不断增长的需求。当然,需要特别指出的是,在3D打印研制的过程中不会伤害到动物和环境。2015年,贾斯汀·洛克菲勒成为Modern Meadow的投资者。但近几年这家公司没有新的进展消息。


食品3D打印的未来市场

根据市场研究和咨询公司Emergen Research的最新分析,全球3D食品打印市场规模预计到2027年将达到10.154亿美元,并在预测期内实现强劲的两位数复合年增长率(CAGR)。

3D食品打印作为一种新颖的产品,在其进入市场初期就逐渐受到关注,由于能够根据口味,设计或特定要求定制食品,因此在最近的不断增长的消费者群体中,3D食品打印正迅速变得越来越受青睐。

另外,3D打印食品实际上是提高了消费者的营养水平,卫生且方便地在舒适的家庭厨房中打印新鲜、健康的食物。此外,食品3D打印还有望减少动物养殖过程中的碳排放和危害。

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