3D打印技术作为一项具有颠覆性和创造性的新兴技术,有望为食品产业的智能化和数字化提供新技术和新途径。目前相关研究仍处于初级阶段,主要集中于对墨水打印性能的优化以及材料外观的塑形。极少利用3D打印尤其是同轴3D打印的结构定制和调控能力进行食品功能材料的开发,这极大地限制了食品3D打印的发展。纤维素是广泛存在于食物及膳食纤维中的生物质,其纳米纤维因来源广泛、安全无毒、生物相容性好、可降解、强度高并具有良好的触变性、高零剪切粘度和剪切稀化特性而广泛应用于3D打印中。因此,以纳米纤维素为基材开发满足食品安全特殊需求的3D打印墨水对食品产业的发展具有积极意义。本论文以纳米纤维素为基材,开发出具有出色的可打印性、高打印精度和形状保持能力的食品用3D打印墨水,并通过同轴3D打印技术探索其在乳酸菌包埋递送和智能食品包装中的应用。本文的主要研究内容包括:1.3D打印细菌纤维素基乳酸菌包埋递送复合物以细菌纤维素为基质,辅以海藻酸钠和k-卡拉胶作为壳层材料,壳聚糖与乳酸菌共培养作为核层材料,采用同轴3D打印技术一步成功构建了乳酸菌包埋递送复合物。该乳酸菌包埋递送复合物呈现具有中空微孔道的壳核纤维结构,乳酸菌被成功包埋在纤维内壁上。该材料具有良好的质构和发酵性能且具有优异的乳酸菌保护和递送效力,发酵前后3D打印细菌纤维素基乳酸菌包埋递送复合材料中乳酸菌的体外消化存活率与市售菌粉相比分别提高了33.21%和36.44%。动物实验证实,该复合物发酵前后均对肠炎小鼠有显著疗效,能够延长结肠长度并有效减少炎症细胞浸润和相关炎症细胞因子的分泌。2.3D打印纳米纤维素基水果保鲜和新鲜度可视化监测一体化智能标签具有水果保鲜或新鲜度监测的单一功能的智能食品包装难以满足实际需要。本研究以纳米纤维素/海藻酸钠/k-卡拉胶/蓝莓花青素为壳层材料,壳聚糖/1-甲基环丙烯为核层材料,采用同轴3D打印技术成功构建了具有水果保鲜和可视化新鲜度监测一体化的纳米纤维素基智能标签。含有蓝莓花青素的纳米纤维素基3D打印墨水表现出高成型性和打印保真度,以及新鲜度监测的可视化p H快速响应能力。负载在壳核纤维核层的1-甲基环丙烯受壳聚糖和纳米纤维素的静电作用捕获而持续释放。该3D打印标签可延长荔枝的货架期6天,并灵敏地指示其新鲜度的变化。顶空-气相色谱-离子迁移谱（HSGC-IMS）证实了标签指示结果的准确性。3.3D打印羧甲基纳米纤维素基减震缓冲-抗菌双功能食品包装材料为了构建出环境友好的可降解果蔬缓冲和抗菌双功能包装材料,以最大程度减少储运过程中的果蔬损耗率。本研究首先以羧甲基纳米纤维素为基质,辅以丙烯酰胺衍生物/甘油,制备了3D打印减震缓冲食品包装材料,并探讨了不同甘油含量以及交联时间对材料微观结构、缓冲性能和回弹性能的影响。然后以该材料为壳层,通过同轴3D打印技术将纳米银固定作为核层,制得了减震缓冲-抗菌双功能食品包装材料。该材料最小缓冲系数为4.29,三次压缩回弹率超过90%,且该材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有明显的抗菌效果。同时该材料具有可降解性,14天后降解率达到76.17%。