3D列印在點心食品上的應用 班級：四食四甲 學號：1021302028 姓名：黃力慈 日期：105.11.02

大綱 一、前言 二、3D列印技術 三、影響3D列印點心食品的因子 四、點心食品的應用 五、結論 六、參考文獻 (1)3D食品列印機簡介 (1)食材特性與流變性質控制 (2)碳水化合物 (3)蛋白質 (4)脂質 四、點心食品的應用 五、結論 六、參考文獻

前言 近年來3D列印技術突飛猛進，唯獨食品列印技術停滯不前，最大的 原因除了食品安全考量外，就是食品的質地與風味無法直接透過3D 列印擠壓成型就可以呈現，還需要後續加工才能產生風味。3D飲食 列印目前比較常以巧克力，軟糖及餅乾作為起始研發，因為其符合 口感單純，成形容易及易保存等優勢。

3D技術 3D列印技術又稱為積層製造，可透過材料精確積層堆 疊，由點成線而堆積成面，再由面堆積成立體而完成產 品。 3D列印的相關理論及技術其實早在1970年已開始發展， 1984年由3D系統公司的查克˙赫爾發明了第一台3D列印 機，但因當時材料未能配合，直到2010年起才廣泛的被 商業化應用。 (洪和鄭,2013)

3D食品列印機簡介 Fab@Home食物列印機 圖一、取自於google 圖二、取自於google

3D食品列印機簡介(續) 3D食物列印機Foodini 圖三、取自於google 圖四、取自於google

3D食品列印機簡介(續) PancakeBot 圖五、取自於google 圖六、取自於google

3D食品列印機簡介(續) The Palatable-Looking Goop Printer 圖七、取自於google 圖八、取自於google

3D食品列印機簡介(續) NASA的食品列印機 圖九、取自於google 圖十、取自於google

3D食品列印機簡介(續) 三緯國際研發的3D食物列印機 　圖十一、取自於google 圖十二、取自於google

食材特性與流變性質控制 圖十三、食品3D結構設計中食材綜合性質 物理性化學性質 流變性能 結構與機械性能 可 印 性 潤濕 黏度 凝結 (Godoi et al,2016) 物理性化學性質 流變性能 可 印 性 潤濕 黏度 凝結 流動性 適 用 性 後 加 工 自體支撐 可斷裂性 結構與機械性能

碳水化合物 表一、以時間掃描模式量測果膠溶液的凝膠時間 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (Moreira et al，2014)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

蛋白質 表二、不同濃度明膠與酪蛋白醣聚肽混合溶液的凝膠特性 Concentration(%) Tgel(度C) G'end(Pa) (Morales et al,2016) Concentration(%) Tgel(度C) G'end(Pa) Gelatin Cmp pH 6.5 pH 3.5 pH3.5 1 No gel 1.5 5.7±0.4a 41.2±2.3a 5.0±0.0a 5.0±0.1a 3.51±4.3a 18.8±8.6a 2.5 11.7±0.3d 303.0±35.0b 10.1±0.7c 7.1±1.1b 279.5±12.8b 248.8±41.9b 3 14.0±0.2e 650.8±30.3c 13.4±0.2e 11.4±0.2d 610.3±21.3c 658.0±53.1c 5 17.2±0.2g 13.5±0.4e 1797.6±48.7d 1716.8±1991d 17.0±0,2g 15.9±0.3f 1693.2±87.8d 1981.5±103.7e

脂質 Sample Yield stress(Pa) Viscosity(Pa*s) Error fit model % added fat 表三、不同脂質含量對巧克力的濃度和屈服應力影響 (Graef et al，2011) Sample Yield stress(Pa) Viscosity(Pa*s) Error fit model % added fat average stdev 0% 23.067 0.617 2.992 8.9 0.2 4% 11.647 0.09 1.246 0.015 10.3 0.8 8% 6600 0.012 0.661 0.002 12.5 12% 3762 0.01 0.394 13.7 16% 2251 0.019 0.263 0.001 14.7 20% 1337 0.011 0.194 13.8 0.3

點心食品的應用 1.具備創新創意的構圖設計 2.了解食材原料及添加物性質 3.採用適當的列印設備組合 4.掌握相應的列印程式排序 5.了解列印參數對產品特性之影響 圖十三、3D列印點心食品產品特性與各項技術條件關聯 (Dubey,2015)

研發之應用 圖十四、典型產品開發程序與3D列印技術輔助應用時機 (Dubey.2015)

生產應用淺力之3D列印技術或設備 1.擠出成形 2.光學聚合 3.粉床固著 4.供粉固著 5.層疊成型 6.線圈電著 　　1.擠出成形 2.光學聚合 3.粉床固著 4.供粉固著 5.層疊成型 6.線圈電著 (洪,2013)

3D飲食的應用例子 NASA 食物一直是NASA很頭痛的一個 題目。太空旅行除了要有精密的 火箭、高科技的儀器、足夠的燃 料、充沛的電力，還有一項雖然 不起眼，但是絕對不可或缺的 太空人的食物。 (NASA,2013)

3D飲食的應用例子(續) 美國百事公司 根據美國媒體採訪美國百事公 司透露，早在2011年百事公司已 採用3D飲食列印技術輔助旗下品 牌波樂洋芋片的研發。 (TheStreetTV,2015)

3D飲食的應用例子(續) 三緯國際 三維國際所推出的3Ｄ食物列 印機提供3根材料導管，並設計 了以糕點為主的菜單，消費者只 要根據指示放入材料、選擇菜單， 就可以列印出不同造型的披薩、 餅乾以及裝飾用的文字。 (黃,2016)

結論 3D飲食列印在點心食品上面從NASA，百事公司、三緯國際的案例可 知已有不錯的開始。但在生產上仍受限於食材本身的特性，如含大量的 水分不易成型，需配添加物，以及操作的溫度不當時食材流變性質與成 分特性難以預料等。 且多數３Ｄ列印主要任務在於快速成型，因此多半缺乏烹調功能限 制其應用。因此若能進一步了解各食材特性於各類3D列印技術的適用性， 並開發成適合點心食品的專用機種，相信未來仍具應用的淺力。

結論(續) 且其實在美國某間3D列印公司已在研發「4D全部可食生態系統」 的未來點心概念。

參考文獻 洪振豪，2013。3D列印技術與智慧財產權之保護。普華智慧全專論 Intellectual Property Newsletter-on.8。  鄭淑芬，2013。面對3D列印技術-淺談失效型專利策略應用與專利 資料庫檢索。普華智慧全專論。 https://www.pwc.tw/zh/services/legal/knowledge-center/ip- bulletin/ip-newsletter/assets/ip-feature-201307.pdf Godoi,F.C.,Prakash,S and Bhandari, B.R.2016.3D Printing technologies applied for food design: Status and prospects. Journal of Food Engineering. https://www.researchgate.net/publication/293479902_3d_Printi ng_Technologies_Applied_for_Food_Design_Status_and_Prospects 網路發布時間：2016/02/16  Moreira,H. R., Mandarin, F.,Gentilini,R., Visai L., Granja, P. L., Tanzi, M. C. and Produced Carbohydrate Polymers.

參考文獻(續) Morales, R, Martinez, M. J.and Pilosof,A.M.R.2016. Dynamics of gelation, textural and microstructural properties of gelatin gels in the presence of casein.glycomacropeptide. Food Research International.84:102-107 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211601X1100 0757 Graef, V, D., Deypere,F., Minnaert, M. and Dewettinck,K. 2011. Chocolate yield stress as measured by oscillatory rheology.Food Research International 44:2660-2665 Dubey, A 2015. A Perspective on Application of 3D Printing in Snack Food Development

參考文獻(續) 黃宜稜，2016/5/23 3D食物列印機，翻轉你對食物的想像！ http://smart.businessweekly.com.tw/Reading/IndepArticle.as px?ID=28620 NASA，2013/5/23 3D列印飲食-食品太空 http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/home/feature_3d _food.html#.WA0AcPl97IU

謝謝大家聆聽 Thank you