水生纳米纤维素材料来历普遍，此中，藻类纤维素因其生物降解性、高透氧性、凝胶堵塞性等，正在不变Pickering乳液方面具有优良的成长前景。藻类纤维素不变的Pickering乳液由于其可以或许显著降低界面张力，并不成逆地吸附于乳液油/水（O/W）界面上，构成慎密、平均的界面膜，无效地油滴的聚并和破乳，进而提高乳液的不变性。研究，正在由水解木浆提取的纤维素纳米晶不变的乳液中，纤维素纳米晶质量分数添加到1。25%时，乳液正在25 ℃前提下可不变储存22 d，且获得的高内相乳液可以或许实现自支持，具有必然的凝胶特征。该现象可能归因于纳米纤维素材料正在乳液水相中，通过氢键交联而构成的三维胶状收集增大了乳滴嵌入的空间位阻，从而进一步提高Pickering乳液不变性。由麒麟菜再生纤维素不变的Pickering乳液对盐度、正在NaCl质量浓度高达50 000 mg/L的环境下，麒麟菜不变的Pickering乳液正在7 d后仍连结不变，还能够正在85 ℃的高温前提下不变储藏7 d。同时，乳液正在较宽的pH值范畴内连结不变。高度的不变特征拓展了其正在高盐及热加工食物基材中的使用，如正在鱼糜、虾糜成品中的质量调理特征研究。
综上，影响材料自支持性的要素是多方面的，需要正在材料选择、工艺参数调整和节制等方面进行分析考虑，以确保3D打印PEAs最终样品的高质量。
本文以PEAs正在食物3D打印中的使用为切入点，以Pickering乳液不变粒子对3D打印的影响、影响3D打印的Pickering乳液特征及PEAs正在3D打印食物中的使用三方面为沉点，对上述最新研究进展进行拾掇归纳。以期推广3D打印PEAs正在吞咽坚苦辅帮食物、航天食物及婴长儿辅食等多个范畴实现普遍使用，为定制化养分食物财产成长奠论根本。跟着海洋生物手艺的不竭前进，水发生物材料因其优异的养分价值、生物相容性和可降解性，正逐渐成为乳液不变剂开辟的“蓝色粮仓”。PEAs可通过3D打印手艺精细调控其布局取功能，实现Pickering乳液正在特炊事物定制等方面的辅帮感化，为个性化食物定制带来变化。然而，PEAs正在3D打印中的财产化使用仍然面对诸多挑和，如其定制模式难以顺应多量量出产，以及其对持续功课仪器的高尺度需求等。上述手艺瓶颈间接形成了3D打印食物的昂扬出产成本，使其难以做为“布衣饮食”推广至千家万户。因而，开辟可以或许顺应财产化持续出产的3D打印机无望成为将来沉点手艺攻关标的目的，以科技赋能食物财产变化。
海藻酸盐做为一种天然来历的多糖聚合物，正在不变Pickering乳液方面同样具备优异的特征。海藻酸钠做为一种聚电解质，其流变特征可被外部pH值和离子强度所调控，进而做为载体实现功能因子的靶向递送。此外，正在针对卵清卵白-海藻酸钠凝结层不变的Pickering乳液的研究中，海藻酸钠羧基的高概况负电荷密度加强了取海藻酸钠络合后固体粒子之间的静电力，有益于防止乳液系统中液滴的堆积，其乳液正在较高的海藻酸钠质量分数（1。0%）前提下对盐离子（0～600 mmol/L）和pH值（2。0～6。0）表示出优良的不变性。
自支持性是决定PEAs材料可否顺应3D打印的环节要素。目前，普遍使用于3D打印的乳液材料多为具有显著凝胶特征的高内相乳液。图4展现了3D打印后分歧PEAs样品的自支持性、精度和精确性的差别。这种视觉展现凸起了样品正在不依赖外部支持的环境下连结外形的能力、可以或许实现的细节程度以及其取预期设想婚配的慎密程度。
材料的储能模量和损耗模量能够反映PEAs的力学机能。此中储能模量反映了打印后样品的自支持堆积和外形连结能力。而损耗模量则描述了材料正在形变过程中因内部摩擦而损耗的能量，凡是取PEAs的黏性行为相关。大量研究报道，Pickering乳液凡是表示为弹性从导的半固体凝胶特征，即储能模量高于损耗模量。低tan。
表不雅黏度较低的物料正在3D打印中具有较高的流动性，进而导致三维布局的自支持机能较差，形成成品坍塌或变形。研究发觉，仅用0。5%（质量分数）鲈鱼卵白不变的高内相Pickering乳液黏度较低、不变性较差，不克不及构成凝胶收集布局，而且3D打印后成品呈现变形现象。而用体积分数为5%的小球藻粉末制备的Pickering乳液的黏渡过高则难以通过打印喷头成功挤出，形成物料的堵塞或断丝现象，影响打印的持续性和精度，打印后成品呈现断裂现象。此外，黏度还影响3D打印样品层取层之间的黏附强度。恰当的黏度能够确保材料正在堆积时可以或许优良地黏附正在一路，构成的布局。通过对鲈鱼卵白微凝胶颗粒不变的Pickering乳液进行研究发觉，4%（质量分数）鲈鱼卵白微凝胶颗粒不变的Pickering乳液正在打印过程中堆叠的层更容易区分。
图5展现了PEAs颠末3D打印手艺加工后，构成的产物正在外不雅上愈加精美多样，可以或许按照需求定制出各类外形和布局，满脚个性化设想的要求。同时，通过切确节制原料的分布和比例，产物的养分价值显著提拔，养分成分愈加平衡优化。
Gadus morhua）卵白胶状乳液完成了3D打印，实现了PEAs食物智能化定制。课题组正在上述研究的财产化使用中发觉，3D打印食物的贸易推广存正在产量小、终端消费群体定位恍惚及制备工艺缺乏尺度化规范等瓶颈。特别正在3D打印精度的影响要素方面，缺乏系统性研究材料。
其次，热不变性同样是影响Pickering乳液自支持性的环节要素。温度对食物材料的自支持性具有显著影响，纤维多糖-卵白质明胶乳液的布局正在跨越25 ℃时可能遭到，导致乳液逐步改变为液体形态，进而得到自支持性。正在温度对动物卵白基油墨3D打印机能影响的研究中，温度低于30 ℃时复合卵白系统的流动性变差导致打印过程中发生堵塞，使得打印精确性降低，打印结果欠安。40 ℃打印温度前提下打印外形愈加完整，且24 h无较着变形，这是由于打印温度的提高优化了卵白基油墨材料的挤出恢复特征，降低了应力使得3D打印油墨成功挤出。因而，正在进行3D打印时，必需严酷节制温度以保障所用Pickering乳液的自支持性，从而确保打印后的样品形态完整、美妙。
使用于不变Pickering乳液的藻类卵白则次要来历于螺旋藻、小球藻等大低值藻类。据研究，当接触角接近90°时界面张力最低，乳液的不变性最大。螺旋藻卵白纳米颗粒的接触角为（95。3±4。2）°，其正在0。5%持续相体积分数前提下可不变高达50%内比拟的乳液，同时可正在20 ℃前提下不变储藏21 d。而陆生农做物豌豆平分离卵白纳米粒子正在类似体积分数前提下，仅能不变20%内比拟的乳液。该成果了螺旋藻卵白高度的乳液不变性，远高于不异前提下制备的大麦醇溶卵白纳米颗粒和豌豆卵白微凝胶乳液，同时，藻类卵白不变的Pickering乳液具有较好的凝胶特征，有帮于进一步开辟其正在3D打印等增材制制范畴中的使用。然而，由于藻类生物体中较高的褐藻胶含量，为其卵白质的分手纯化带来了必然坚苦。保守的藻类卵白提取工艺中，往往使用纤维素酶及果胶酶等对其进行酶解，再操纵等电点沉降法制备卵白质，具有进一步优化空间。工艺成本的必然程度上限制了藻类卵白不变Pickering乳液的财产化推广。
鱼类、虾类、海藻、贝类等水发生物材料因其优异的养分价值和优良的生物相容性而遭到普遍关心。不只如斯，取陆地生物材料比拟，水发生物材料具有资本复杂，卵白质及多不饱和脂肪酸含量丰硕等劣势，正在生物范畴也显示出做为可持续资本的潜力。
正在Pickering乳液中利用的不变粒子大多为球形布局，如卵白质纳米颗粒。取球形颗粒比拟，高长径比的棒状纳米纤维素能够毗连正在一路并正在界面处构成桥联合构，从而表示出更高的不变性。水产纤维素原料做为典型的纤丝状粒子，因其生物降解性及可再素性等特征正在食物包拆、传感器等范畴惹起了更多的研究关心。当前使用于不变Pickering乳液的纤维素粒子以纳米纤维素材料为从，如纤维素纳米晶体。
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当前使用于3D打印中的Pickering乳液不变粒子以卵白质类居多，鱼类卵白曾经成功实现用于3D打印，并取得了较好的成效。而当前研究对贝类、藻类及虾类卵白的挖掘较少，该类资本物产丰硕，成底细对较低，尚未获得分析操纵。将来可针对贝类、藻类及虾类卵白不变的Pickering乳液使用深切挖掘，对于趣味食物的开辟具有主要意义。
3D打印做为新兴的增材制制手艺，为航天、吞咽坚苦辅帮等特殊用处食物创制了全新的成长空间，同时也给对趣味性要求较高的婴长儿辅食市场注入了活力。PEAs因其剪切稀化的流变特征和奇特的黏弹收集不变机制，已被可以或许冲破自支持的手艺局限，辅帮加强食物的感官趣味。添加乳液组分的3D巧克力、蛋糕、馒头以及人制肉等食物已成功实现工业化出产。相较于保守的食物模具化的制型体例，3D打印手艺以其低成本、原型制做简洁以及快速高效的长处脱颖而出，使得以高效且经济的体例及时出产定制食物成为了现实。
应力决定了材料流动所需的初始力。低应力可能导致打印前材料泄露，高应力可能导致打印坚苦[50-51]。当PEAs的应力大于临界应力时，油墨就会堵塞喷嘴，进而无法打印。正在对Bigel油墨做为3D打印材料的研究中发觉，含有10%蜂蜡油凝胶的Bigel油墨的应力为120。69 Pa，较低的应力形成打印后的样品不具有自支持性。小球微藻不变的Pickering乳液的临界应力为1 000 Pa，高于此值时材料则不克不及通过狭小的打针器喷嘴挤出。
除上述2 种外，贝类及虾类卵白也是常用于不变Pickering乳液的材料。贝类卵白不只含有丰硕的功能性基团，还具有较高的热不变性和耐盐性。因而，贝类卵白可以或许正在高温、高盐等极端前提下连结Pickering乳液的不变性。虾卵白中的特定肽段和氨基酸序列付与其优良的界面活性。正在Pickering乳液中，虾卵白可以或许敏捷吸附到油滴概况，构成一层壳，防止油滴间的聚并，从而不变乳液。正在对南极磷虾卵白基Pickering乳液的制备及不变机制阐发的研究中，正在油∶水比例为3∶7的前提下，含3%磷虾卵白的Pickering乳液展示出了优异的不变性。正在pH值为3。0、7。0或9。0且温度4～40 ℃的储存前提下，颠末30 d的察看期，该乳液表示出了持久的理化不变性，证了然其具备抵当的能力。
航天食物正在设想时，除了要确保其满脚航天员养分要求、具备优良的储存机能和视觉吸引力外，还需出格考虑航天对食用过程的影响。例如，正在微沉力前提下，食物容易飘散，这就要求食物的外形设想需便于固定且易于食用。这种外形高度逼线D打印太空食物是保守食物加工手艺所难以实现的。相关研究还指出，3D打印手艺可以或许切确节制食物的成分布局取养分配比，实现食物的个性化定制，无望冲破当前太空食物单一化、尺度化的。例如，将40 mg/mL鱼鳞明胶颗粒不变的高内相Pickering乳液取鱼糜夹杂后，通过双喷嘴3D打印手艺成功打印出牛排样品，该样品不只富含ω-3脂肪酸，还能够按照消费者本人的偏好和健康情况量身定制脂肪含量。
鱼类原猜中，肌原纤维卵白及明胶等是不变Pickering乳液的主要粒子。研究，取动物卵白（大豆卵白和玉米醇溶卵白）比拟，鱼卵白因其特定的氨基酸构成正在人体消化接收过程中具有更高的生物率。肌球卵白取。
练习编纂：何佳宝；义务编纂：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来历于文章原文及摄图网？。
3D打印做为新兴的增材制制手艺，为航天、吞咽坚苦辅帮等特殊用处食物创制了全新的成长空间，同时也给对趣味性要求较高的婴长儿辅食市场注入了活力。
当前，3D食物打印手艺凭仗其庞大的潜力，已逐步成为满脚消费者特定需求的一种立异手段。Pickering乳液的流变特征、自支持性以及油比拟等本身特征，对其3D打印布局的影响至关主要。
借帮3D打印手艺，能够切确地自定义碳水化合物、卵白质、维生素、矿物质等养分成分的比例，老年人经常呈现吞咽坚苦，神经系统调理能力丧失的环境，而且高龄人群的血糖程度正在后很容易升高。因而，易于吞咽且能将血糖维持正在较低程度的功能性食物成为近年来的主要研究课题。正在一项关于医治吞咽坚苦的鳕鱼卵白复合凝胶的研究中，当卵白微凝胶溶液添加量正在5%～25%时，所有样品都能够很容易地被叉子分隔。打破凝胶所需的压力约为17 kPa，取吞咽期间舌头的压力类似，正在用叉子或勺子挤压凝胶后，样品无法恢复至初始外形，合适国际吞咽妨碍饮食尺度化中6级软食型食物的尺度。上述成果表白凝胶能够通过品味和舌压轻松分化为平安大小，降低了梗塞的风险。
水发生物材料做为一种天然且可持续的资本，因其奇特的物理化学性质，正在不变Pickering乳液中阐扬着主要感化。卵白质做为水产物最为主要的布局构成，同时也是不变Pickering乳液的主要生物材料之一。水发生物材料特定的两亲氨基酸布局使其可以或许正在Pickering乳液界面构成致密的吸附层，无效防止乳液的破乳和分层。正在不变Pickering乳液的天然水产材猜中，鱼类、藻类、贝类和虾类等来历的天然卵白均因其超卓的乳化机能和生物相容性而被普遍研究。如表1所示，目前使用于3D打印Pickering乳液的水产卵白粒子次要有鱼类卵白、鱼鳞卵白、鱼明胶等。
总体而言，油比拟对乳液的机能具有深远的影响。因而，正在进行3D打印时，必需全面考虑油比拟变化所激发的多沉效应，以确保3D打印样品达到最优结果。通过调控油比拟定制乳液特征，改善PEAs正在3D打印过程中的不变性、精度以及样品的全体机能。
因而，PEAs正在3D打印食物范畴的使用中充满无限可能。跟着手艺的不竭改革和成本的逐步降低，3D打印PEAs食物将逐步从尝试室市场，成为将来食物财产的主要一环。它不只可以或许实现食物的个性化定制，满脚消费者多样化的需求，还能通过切确节制食材的配比和外形，优化食物的养分价值和口感。
藻类纤维素不变的Pickering乳液正在不变性、健康平安和可持续成长等方面具有显著的劣势。这些劣势使得藻类纤维素成为制备Pickering乳液的抱负选择。如图3所示，卵白质、多糖和纤维素做为不变剂，可以或许使PEAs粒子正在3D打印手艺中获得使用，进而实现个性化食物的定制。这种定制化的食物可认为婴长儿、老年人以及宇航员等特殊群体供给切确的养分配餐。正在3D打印过程中，除温度节制、打印参数等硬件前提外，材料的本身特征亦是影响打印后样品精度和精确性的环节要素。
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值会导致打印时材料容易断丝，挤压加工坚苦，tan值较高的材料表示出更好的打印机能。正在对马铃薯泥的研究中，4%马铃薯淀粉样品的tan值较着低于0%马铃薯淀粉样品，这就是4%马铃薯淀粉夹杂物容易断丝、挤出加工坚苦的缘由。
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剪切稀化行为是乳液特有的一类流变特征。当乳液物料正在3D打印过程中遭到剪切力感化时，间感化力的变化导致其黏度降低，流动性加强。剪切变稀特征使得系统正在3D打印的过程中可以或许成功地通过狭小的喷嘴挤出，较高的储能模量和凝胶强度付与了3D打印制型更好的切确性和不变性。因而，乳液物料的剪切稀化行为能够支撑材料正在3D打印中的持续挤压。正在玉米卵白、单宁酸和海藻酸钠协同感化的PEAs中，体积分数为1。5%的PEAs具有更好的剪切稀化行为，有益于其正在3D打印过程中成功挤出。此外，乳液物料的剪切稀化行为具有可逆性。当3D打印挤压中的剪切力消逝后，材料的黏度随之升高。上述可逆的剪切稀化推进了3D打印后PEAs层间融合，付与了3D布局滑腻的视觉外不雅，进而改善食物的感官特征。
水发生物多糖因较高的产量及优良的生物相容性特征，已被普遍使用于Pickering乳液。研究多以水活泼物多糖，如甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐等做为不变剂。
大连海洋大学食物科学取工程学院的脱颖、王铭瑞、李想*等以PEAs正在3D打印中使用为切入点，从不变Pickering乳液的水发生物材料的类型、影响3D打印的Pickering乳液要素以及PEAs正在3D打印食物中的使用3 个角度，综述国表里报道中最新研究进展，旨正在深度开辟PEAs正在3D打印中的使用，其正在食物相关范畴中的成长潜力，为PEAs正在3D打印中的使用供给理论研究根本，科技赋能功能性食物的智能化加工。
-卡拉胶复合制备的Pickering乳液粒径小、分布平均，可以或许构成不变的肌球卵白--卡拉胶复合乳液系统，其凝胶强度最高可达424。12 g·mm，乳液以小油滴的形式平均分布正在凝胶基质中，填充鱼糜的孔隙，无效加强鱼糜凝胶收集布局。正在针对鲢鱼鱼糜不变Pickering乳液表征的研究中，体积分数3。5%的鲢鱼糜颗粒别离正在pH 3。0～11。0、NaCl浓度0。1～0。6 mol/L前提下呈现优良的Pickering乳液不变性。而明胶则能够正在pH 7。0～9。0范畴内发生带正电荷的乳液，A型明胶的等电点约为7。0～9。0，显示其具有更不变的3D打印使用潜力。
取此同时，油比拟的变化对Pickering乳液3D打印样品精度亦有显著影响。正在一项针对叶黄素乳液凝胶3D打印的研究中，跟着油相体积分数的提高，叶黄素乳液凝胶打印样品切确度呈现先升高后降低的趋向，而其不变性则呈现类似趋向。当油相体积分数为15%时，叶黄素乳液凝胶打印样品的切确度达到96。94%，打印样品的不变性为97。60%，显著高于油相体积分数为5%和10%的打印样品，但跟着油相体积分数提高到20%取25%时，打印过程中挤出变得坚苦，打印样品概况变得粗拙。正在含油量及卵白颗粒浓度对高内相Pickering乳液及其3D打印特征的影响研究中，体积分数为75%含油量的高内相乳液具有最高的打印切确性和不变性，别离为93。35%、98。72%，随含油量的添加，切确性及不变性均略有降低，切确性降低次要归因于系统的黏度升高正在通过狭小的喷嘴挤出时较为坚苦，不变性的降低次要是由高内相乳液的失稳惹起的。
原料的流变特征是决定3D打印精度及分辩率的焦点要素。食物级Pickering乳液因其优良的剪切稀化行为和高弹性模量，正在3D打印范畴展示出庞大潜力。
脂质可以或许付与食物基质细腻的感官特征，提拔食物养分价值。油相是Pickering乳液的环节构成部门，其体积分数及特征显著影响PEAs的本身布局特征及打印精度。
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为汇聚全球聪慧共探财产变化标的目的，搭建跨学科、跨国界的协同立异平台，由食物科学研究院、中国肉类食物分析研究核心、国度市场监视办理总局手艺立异核心（动物替代卵白）、中国食物社《食物科学》（EI收录）、中国食物社《Food Science and Human Wellness》（SCI收录）、中国食物社《Journal of Future Foods》（ESCI收录）从办，西南大学、 农业科学院、 农产物加工业手艺立异联盟、沉庆工商大学、沉庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅逛学院、西昌学院、结合大学协办的“ 第三届大食物不雅·将来食物科技立异国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 正在中国 沉庆召开。
PEAs的流变特征是影响3D打印特征的环节要素。此中，表不雅黏度、应力取力学机能是3D打印物料流变特征中的主要参数，三者对3D打印的挤出特征具有间接影响。
最新研究报道，以黑麦麸皮、燕麦卵白和蚕豆卵白浓缩物为原料，对含有卵白质、淀粉和炊事纤维的动物材料的适印性进行阐发。尝试成果表白，当黑麦麸皮的质量分数为30%时，打印后的样品表示出优良的自支持性。固体粒子质量分数为35%的燕麦卵白同样可以或许获得不变的打印样品，而对于蚕豆卵白浆料，其干物质质量分数达到45%时，才获得更佳的打印结果。因而，分歧品种的材料正在打印过程中所需的适宜浓度有所差别。不只如斯，油比拟取Pickering乳液材料打印后样品的自支持性关系亲近，油比拟的变化可能会影响材料的流动性、黏度和固化速度。这些要素影响打印过程中材料的堆积和固化体例，从而影响最终打印样品的自支持性。研究表白，雨生红球藻残基中提取的纤维多糖-卵白质取明胶构成的明胶Pickering乳液做为3D打印材料时，正在油相体积分数为40%和60%时，乳液表示出优异的自支持特征。
油相的质量分数对Zeta电位及粒径大小具有显著影响。正在一项调理β-环糊精/羧甲基纤维素胶体颗粒的亲水性质以不变用于食物3D打印的Pickering乳液的研究中，跟着β-环糊精中羧甲基纤维素含量逐步增高，Zeta电位绝对值先减小后增大的趋向，最小值呈现正在β-环糊精取羧甲基纤维素的质量比为2∶2时而且其3D打印产物较其他组别比拟表示出优异的自支持性、黏性而且最为不变。由不溶性大豆纤维制备的Pickering乳液的油相质量分数由10%添加到25%时，粒径由9。89 μm添加到10。77 μm。较大的粒径会影响该纤维正在油-水界面处的吸附，导致纤维正在持续相中堆集，并影响3D打印样品的不变性及精确性。
水发生物材料多糖来历普遍，而且这些多糖正在人体内可以或许被天然降解，对细胞无感化，因而正在食物范畴的使用愈加平安靠得住。此外，部门水发生物材料多糖还具有抗菌、抗病毒等生物活性，可认为Pickering乳液供给额外的功能特征，满脚特定范畴的需求。
甲壳素是天然界中仅次于纤维素的第二丰硕的生物聚合物，因为其微纤维布局、生物相容性和生物可降解性，正在乳液范畴惹起了很多研究者的关心。甲壳素纳米晶体能够吸附正在界面并正在持续相中构成收集布局，付与乳液高不变和黏弹特征。当羧化甲壳素纳米晶须质量分数为7。5%时，可不变储藏90 d以上，具有优良的乳液不变性。
做为两亲性聚电解质，来历于水生原料的壳聚糖能够通过静电斥力和空间位阻吸附正在界面上，油滴的絮凝和聚结。因为其大质量和线性无支化布局，壳聚糖可改变持续相的黏度，从而减缓由液滴的活动形成的乳液失稳。值得留意的是，壳聚糖正在低pH值下具有高度亲水性，因而凡是使用其疏水改性的粒子做为乳液不变剂。研究壳聚糖自拆卸颗粒正在界面上经超声乳化成功地吸附，构成了防止聚合的空间樊篱，并正在室温（1～25 ℃）前提下不变至多60 d无分层。