食品三维打印(3D打印)技术是一种利用物料层与层之间相互叠加沉积的方法来制造具有三维结构的物体的食品加工技术。食品三维打印技术为新型食品的开发、食品个性化订制及食品供给渠道的拓宽等方面提供了新的思路。打印材料、打印精度及打印效率等既是食品三维打印发展的关键,又是食品三维打印发展的难点。适合三维打印的材料既要有一定的流动性使其能在打印过程中能被连续匀速挤出,又要有较好的成型性使其能在挤出后维持产品的形状。本文以典型重组植物类凝胶类食品为三维打印材料,通过添加具有增稠效果的物质来改善物料的物理性质,确定合适的配方的打印材料用于三维打印;在此基础上,探究超声波水浴预处理、贮藏条件、速冻后处理、微波真空干燥后处理、微波真空干燥后处理等处理方法对材料体系打印成型效果及稳定性的影响;并进一步研究三维打印工艺参数设置对材料体系打印成型效果及稳定性的影响;此外还初步探究了彩色三维打印精确成型。本文为三维食品打印的应用以及精准控型的推广奠定了理论的依据和实际应用的基础。论文主要展开工作如下:第一,以高糖凝胶体系、果冻体系、麻薯体系、芒果浓浆凝胶体系及烘焙面团体系作为对象,研究这几种打印材料的质构特性、流变特性、水分状态分布、持水力及微观结构的变化,探究了配方组成对三维打印产品品质特性的影响。结果表明,一定量的明胶、糯米粉、淀粉和黄油均可显著提高这几种凝胶的质构特性和动力学流变特性,有利于提高挤出物料的抗压能力,改善材料的成型特性,也有利于打印挤压过程中出料的连续性;而过量的上述物质的添加反而会降低材料体系的打印挤压性,导致出料不连续、打印精度下降。找出了高糖凝胶体系、果冻体系、麻薯体系、烘焙面团体系及芒果浓浆凝胶体系的配料的适宜质量比,打印成型效果良好。第二,通过研究超声波水浴预处理方法对打印样品成型效果及稳定性的影响,研究结果表明,未经超声波水浴预处理的高糖凝胶简化体系和烘焙面团体系的打印成型效果最好,而20 min的超声波水浴预处理下的芒果浓浆凝胶体系的打印成型效果最好。第三,重点以烘焙面团体系和芒果浓浆凝胶为打印材料,通过工艺参数试验研究了丝径(挤压物料的横截面的直径)、喷头移动速率、喷头直径、喷头高度及打印温度等打印过程中重要的工艺参数对打印成型效果及稳定性的影响,并明确了上述工艺参数之间的相互制约关系;综合考虑各方面的因素,最终得到最佳的工艺参数:在出料直径(丝径)2.30 mm、喷头移动速度25.00 mm/s、喷头直径2.0 mm、喷头高度2.40 mm和打印温度30℃。第四,研究了不同储藏时间和温度条件对打印材料所打印出来的产品品质的影响。结果显示,储藏时间为20 d以内的打印样品质量较好。随着储藏时间的增加,材料的粘弹性逐渐下降,材料的凝胶的微观网络结构也逐渐变差,不利于三维打印。第五,通过研究超低温速冻及微波真空干燥等后处理方法对打印样品成型效果及稳定性的影响,研究结果表明,超低温–65℃ 10 min后处理下的打印后的烘焙面团的打印产品的形状稳定性最好;微波真空干燥4 min的芒果浓浆凝胶的打印产品的形状稳定性最好;修边可以除去打印过程开始和结束阶段喷头挤压的多余的线条,提高产品的美观性,从而提升了打印产品的综合品质。最后,首次初步尝试并探讨了双喷头挤压式打印,同时提出“内外不同形状”和“夹心”两种打印策略,研究冷盘类食品打印材料的流变特性、持水性及水分状态分布等特性,对打印产品的质构特性、电子鼻风味特征值的分析可以预测并评价打印产品的质量。结果表明当芒果浓浆凝胶和马铃薯泥的配料比均为500 g/kg时,打印产品的成型效果最好,说明双喷头的打印成型效果可能与各个喷头之间的材料的比例有关,与打印模型的内外部分的形状无关。