一、3D食品打印為新興技術(shù)，在技術(shù)、需求及應(yīng)用共同驅(qū)動(dòng)下全球市場(chǎng)快速擴(kuò)張
3D食品打印是一種通過(guò)逐層堆疊可食用材料來(lái)制造個(gè)性化食品的新興技術(shù)。這種技術(shù)將數(shù)字建模與食品加工相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)烹飪難以完成的復(fù)雜造型和營(yíng)養(yǎng)配比。它不僅滿足了個(gè)性化需求，更在營(yíng)養(yǎng)、安全以及形狀多樣性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。近年得益于技術(shù)突破、消費(fèi)需求升級(jí)及行業(yè)應(yīng)用的多元化拓展，全球3D食品打印市場(chǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)張。數(shù)據(jù)顯示，2020-2024年全球3D食品打印市場(chǎng)規(guī)模從0.5億美元增長(zhǎng)到2.7億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為52.4%。預(yù)計(jì)2029年全球3D食品打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到11.1億元，并且在2025-2029年期間年均復(fù)合增長(zhǎng)率為26.8%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：公開數(shù)據(jù)，觀研天下整理
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二、3D食品打印技術(shù)已取得突破進(jìn)展，目前擠出型3D食品打印是市場(chǎng)最常見類型
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)3D食品打印行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2025-2032年）》顯示，近年來(lái)，食品3D打印技術(shù)在食品加工領(lǐng)域掀起熱潮，眾多國(guó)家紛紛投入巨資與人力資源進(jìn)行深入研究。到目前，食品3D打印技術(shù)已取得突破進(jìn)展。例如日本科學(xué)家成功3D打印出“天價(jià)牛肉”——和牛肉。眾所周知，和牛肉被譽(yù)為“全球最昂貴的牛肉”，這項(xiàng)研究通過(guò)3D打印技術(shù)，成功模擬了牛肉的獨(dú)特紋理，再現(xiàn)了復(fù)雜的肌肉纖維和脂肪結(jié)構(gòu)。
新加坡南洋理工大學(xué)、新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)以及邱德拔醫(yī)院的研究人員攜手合作，成功研發(fā)出以新鮮和冷凍蔬菜為原料制作“食品墨水”的新工藝。新工藝保留蔬菜新鮮與營(yíng)養(yǎng)，使用液體“食品墨水”提升打印食品的美味和多樣化。
中國(guó)在中關(guān)村論壇上展示了其最新的3D生物打印培育肉研究成果。這項(xiàng)新技術(shù)有效順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展需求，通過(guò)生物培育構(gòu)建食品安全的新未來(lái)。生物培育肉，亦被稱為培養(yǎng)肉或清潔肉，是通過(guò)動(dòng)物細(xì)胞的體外培養(yǎng)、快速增殖與定向分化，再經(jīng)過(guò)收集加工而制成的新型肉類食品。
目前食品3D打印擠可分為擠出型3D食品打印、燒結(jié)型3D食品打印、噴墨型3D食品打印、粉體凝結(jié)型3D食品打印等，不同技術(shù)類型適用于特定材料和結(jié)構(gòu)需求，它們各具優(yōu)劣勢(shì)。其中擠出型3D食品打印引因術(shù)具有低成本、原材料種類豐富和易于定制的優(yōu)點(diǎn)，是目前3D食品打印市場(chǎng)中最常見類型。
全球3D食品打印行業(yè)類型及其優(yōu)劣勢(shì)與應(yīng)用領(lǐng)域
| 類型 | 原理 | 優(yōu)勢(shì) | 劣勢(shì) | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
| 擠出型3D食品打印 | 通過(guò)精確調(diào)控半固態(tài)材料的流變特性，沿預(yù)設(shè)數(shù)字化路徑實(shí)現(xiàn)層積式材料沉積 | 設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、可打印復(fù)雜結(jié)構(gòu) | 打印材料少、打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)需要支撐 | 淀粉類、糖果、黃油、蛋白質(zhì)、肉類等 |
| 燒結(jié)型3D食品打印 | 通過(guò)高能束流（激光/熱風(fēng)）對(duì)材料實(shí)施精準(zhǔn)局域加熱 | 打印速度快、材料利用率高、無(wú)污染、可打印復(fù)雜結(jié)構(gòu) | 成本高、設(shè)備復(fù)雜、打印材料選擇少、口感欠缺 | 糖類、咖啡、淀粉、巧克力、少數(shù)特殊食品 |
| 噴墨型3D食品打印 | 采用微滴噴射技術(shù)，通過(guò)壓電陶瓷或熱發(fā)泡原理驅(qū)動(dòng)液態(tài)材料沉積，依托非接觸式自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)表面精度控制 | 打印速度快、成本低、打印材料選擇廣泛 | 打印精度低、樣本強(qiáng)度低、設(shè)備清理難 | 蛋糕、餅干或?qū)俣ㄖ剖称? |
| 粉體凝結(jié)型3D食品打印 | 通過(guò)物理或化學(xué)方式凝結(jié)成型 | 打印材料選擇廣泛、多材料和多層堆疊、材料利用率高、無(wú)污染 | 樣本表面精度低、后處理復(fù)雜、設(shè)備昂貴 | 糖粉、淀粉、蛋白粉 |
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三、3D食品打印材料體系涵蓋四大類，淀粉類材料是目前常用原料
在3D食品打印中，選擇合適的打印材料至關(guān)重要。不同的食品類型需要不同的打印材料來(lái)保證其獨(dú)特的口感和成型效果。同時(shí)這些材料不僅影響著打印過(guò)程的順利進(jìn)行，更關(guān)乎最終產(chǎn)品的口感和質(zhì)量。例如，巧克力打印需要具有適宜物理性質(zhì)的材料，以確保打印過(guò)程的簡(jiǎn)單性和成品的可食用性。冰激凌打印則要求原料具有一定的塑性和流動(dòng)性，以實(shí)現(xiàn)其細(xì)膩、香滑的口感。而對(duì)于糖果打印，特別是軟糖和硬糖，其原料選擇和特性也各有差異，需要針對(duì)不同的類型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。因此，材料的選型與加工成為食品3D打印領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。
當(dāng)前，食品3D打印材料體系主要分為四大類別：脂肪類、淀粉類、蛋白質(zhì)類及水凝膠復(fù)合類。其中淀粉類材料依托廣泛的原料來(lái)源與成本優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出優(yōu)異的可塑性和流變特性，成為了食品3D打印的常用原料，例如玉米淀粉、米粉等這類材料可生物降解且適合大規(guī)模生產(chǎn)。水凝膠復(fù)合體系通過(guò)溶膠-凝膠相變機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了食品結(jié)構(gòu)的三維精準(zhǔn)構(gòu)筑與營(yíng)養(yǎng)組分的梯度化設(shè)計(jì)，為小批量定制化生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。
不同食品3D打印材料優(yōu)勢(shì)、不足及來(lái)源
| 材料 | 優(yōu)勢(shì) | 不足 | 來(lái)源 |
| 脂肪類 | 口感好，成型能力強(qiáng)，潤(rùn)滑 | 過(guò)量食用不健康，對(duì)溫度敏感，易變質(zhì) | 甘油，魚油，鮮奶制品，油脂肉類 |
| 淀粉類 | 優(yōu)異的流變特性與成型能力，原料豐富且廉價(jià) | 機(jī)械性能弱，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差，口感單調(diào) | 玉米，小麥，甘薯類 |
| 蛋白質(zhì)類 | 可打印精度高，來(lái)源廣泛，營(yíng)養(yǎng)豐富 | 易變質(zhì)，成型能力差，打印方式少 | 豆類，肉類，乳制品類 |
| 水凝膠復(fù)合類 | 兼容多種打印技術(shù)，醫(yī)療與功能性食品交叉創(chuàng)新 | 口感單一，生產(chǎn)效率低，依賴高精度設(shè)備 | 蛋白基、多糖基、淀粉基等多種營(yíng)養(yǎng)素組成 |
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四、國(guó)內(nèi)外企業(yè)相繼布局3D食品打印賽道，但市場(chǎng)還未形成龍頭企業(yè)、呈現(xiàn)出較充分競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)格局
近年來(lái)得益于市場(chǎng)向好，國(guó)內(nèi)外企業(yè)相繼布局3D食品打印賽道。例如在國(guó)外方面，西班牙科創(chuàng)企業(yè)NaturalMachines以創(chuàng)新技術(shù)重構(gòu)餐飲體驗(yàn)，正式推出全球首款消費(fèi)級(jí)3D食品打印設(shè)備——Fo0dini。該產(chǎn)品于2014年第二季度正式商用發(fā)布，官方定價(jià)為835英鎊，標(biāo)志著3D打印技術(shù)正式進(jìn)軍民用食品加工領(lǐng)域。日本一家創(chuàng)新設(shè)計(jì)公司Open Meals，融合了基因組學(xué)與3D打印技術(shù)，為客戶打造獨(dú)一無(wú)二的3D打印壽司體驗(yàn)。
國(guó)內(nèi)方面：時(shí)印科技于2015年率先實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在傳統(tǒng)節(jié)令食品領(lǐng)域的商業(yè)化突破——其自主研發(fā)的3D打印月餅上市首月獲得數(shù)十萬(wàn)訂單，驗(yàn)證了數(shù)字化食品加工技術(shù)的市場(chǎng)潛力。同期，蛋白質(zhì)基材食科技企業(yè)MOODLES魔斗仕將雞肉、蝦肉等動(dòng)物蛋白轉(zhuǎn)化為可3D打印的食品基成功開發(fā)出低碳水高蛋白的新型面條產(chǎn)品。
不過(guò)，目前國(guó)外的3D食品打印企業(yè)以牛排、漢堡、甜點(diǎn)為主，主要服務(wù)于一些定制化的需求，沒(méi)有做到真正的針對(duì)大眾的“量產(chǎn)化產(chǎn)品”；同時(shí)國(guó)內(nèi)的食品3D打印企業(yè)也處于行業(yè)發(fā)展初級(jí)階段。整體來(lái)看，全球3D食品打印市場(chǎng)還未形成龍頭企業(yè)，呈現(xiàn)較充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)格局。時(shí)印科技、MOODLES、NaturalMachiNes、WobbleWorks、RedefineMeat是目前全球3D食品打印市場(chǎng)上主要參與者。
目前全球3D食品打印市場(chǎng)上主要參與者
| 企業(yè)名稱 | 所屬國(guó)家 | 核心業(yè)務(wù) |
| 時(shí)印科技 | 中國(guó) | 專注于食品3D打印機(jī)研發(fā)制造銷售，推廣消費(fèi)級(jí)食品3D打印機(jī)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 |
| MOODLES | 中國(guó) | 打造分子料理技術(shù)與現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)有機(jī)結(jié)合的食物 |
| Natural Machines | 西班牙 | 可精準(zhǔn)制作比薩、手指巧克力、意大利小方餃等一系列食品 |
| Wobble Works | 美國(guó) | 一家玩具和機(jī)器人公司，專注于3D打印筆產(chǎn)品的研發(fā)與創(chuàng)新 |
| Redefine Meat | 以色列 | 利用3D打印技術(shù)為餐飲行業(yè)及家庭消費(fèi)者提供以植物原料制成的仿肉產(chǎn)品 |
| NTU Singapore、SUTD、KTPH團(tuán)隊(duì) | 新加坡 | 通過(guò)3D打印技術(shù)優(yōu)化吞咽困難患者的飲食體驗(yàn) |
| REM3DY Health | 英國(guó) | 提供3D食品打印個(gè)性化定制的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑軟糖 |
| Novameat | 西班牙 | 利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)植物基人造肉 |
| Upprinting Food | 荷蘭 | 用不需要食物殘?jiān)瞥晒?，通過(guò)3D打印制作成食物 |
| CANOBLE | 日本 | 3D打印技術(shù)的食品創(chuàng)新與優(yōu)化 |
| Open Meals | 日本 | 開發(fā)3D食品打印技術(shù)，并計(jì)劃通過(guò) Sushi Singularity 餐廳概念將該技術(shù)應(yīng)用商業(yè)化。 |
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