综述：新型同轴3D打印技术在未来食品中的应用：面向功能化与可持续资源创新的多材料结构化

这篇综述系统阐述了同轴喷嘴打印(CNP)技术相较于传统单喷嘴(SNP)和双喷嘴打印(DNP)的突破性优势，重点解析了其"核壳结构"设计在功能性食品封装、特殊膳食创新及可持续人造肉生产中的应用潜力，为未来食品的精准营养与低碳制造提供了技术路径。

　　

Abstract
未来食品生产正迎来技术革新的关键转折点，同轴喷嘴打印(CNP)作为突破性多材料3D打印技术，通过独特的同轴喷嘴设计实现"核壳结构"的同步沉积，在功能化食品制造领域展现出显著优势。与传统单喷嘴(SNP)和双喷嘴打印(DNP)相比，CNP能有效避免材料界面混合，同时实现高效一步封装，为食品工业带来革命性变革。

Overview of coaxial nozzle printing(CNP)
CNP的核心创新在于其多通道同轴喷嘴设计，将传统SNP的单通道结构和DNP的交替打印模式升级为同心圆式材料共挤出。这种设计使内外层材料在挤出过程中形成精确的空间分布，不仅保持材料独立性，还能通过调控流速比实现壳层厚度在200-800μm范围的精准控制。值得注意的是，CNP的挤出机制采用压力驱动与剪切变稀协同作用，使得高粘度食品凝胶(如含5%藻酸盐体系)也能实现稳定挤出。

Influencing factors of precision in CNP
CNP打印精度受材料特性与工艺参数双重调控。流变学研究表明，当食品凝胶的储能模量(G')处于10³-10⁴ Pa范围时，可同时保证挤出流动性和形状保持性。关键工艺参数包括：挤出压力(50-150 kPa)、打印速度(5-15 mm/s)和喷嘴间距(0.3-0.8 mm)，其中壳层材料粘度需比核心材料高1-2个数量级才能形成稳定核壳结构。温度控制尤为关键，温差±2°C即可导致粘度变化达15%。

Advances in CNP for future food development
在功能性食品封装领域，CNP实现了维生素微胶囊在巧克力基质中的一步包埋，封装效率较DNP提升3倍；特殊膳食方面，通过核壳结构成功将苦味营养素(如铁剂)包裹在风味层内，使适口性提升80%；人造肉制造中，CNP可同步挤出植物蛋白基质与血红素溶液，模拟真实肌肉的纤维纹理。

Challenges and future perspectives
当前CNP技术面临三大挑战：多材料流变匹配需建立标准化数据库；工业级同轴喷嘴的防堵塞设计尚待突破；核壳界面分子相互作用机制需深入研究。解决方案包括开发智能参数调控算法，以及采用纳米纤维素等新型流变调节剂。

Conclusion
CNP技术为未来食品的可持续发展提供了创新解决方案，其核壳结构设计在保留营养成分、改善感官特性及提升资源利用率方面具有不可替代的优势。随着关键技术的持续突破，CNP有望成为功能性食品智能制造的核心平台技术。