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研究背景
3D打印技术是一种以计算机控制激光或者喷墨装置的移动来对三维对象进行数字化设计和制造的技术[1]。目前，3D 打印技术在机械工程、航空、医疗、食品等领域中得到广泛应用。随着生活水平不断提高，健康饮食理念深入人心，越来越多的人追求个性化、美观化的营养饮食。传统食品加工技术很难完全满足这些需求，3D食品打印技术不仅能自由搭配、均衡营养，以满足各类消费群体的个性化营养需求；还可以改善食品品质，根据人们情感需求改变食物形状，增加食品的趣味性[2]。因此，3D食品打印技术为健康个性化饮食提供了可能性，在药食同源工业生产中有着良好的发展前景。而在众多3D打印技术中又以挤压型3D技术最为常见。
挤压型 3D 打印技术分为熔融沉积技术（Fused Deposition Modeling，FDM）和常温挤出技术，其中常温挤出技术又分为注射器式挤出、气压式挤出和螺杆式挤出3种方式[3]。在3D食品打印中，FDM 技术应用最为广泛，其材料选择多、设备简单、局限性少等优点，备受人们关注[4]。FDM主要是原料通过送丝机构被送入预热好的喷嘴中，在喷嘴内受热融化，形成具有流动性可打印的原料，打印操作装置根据计算机建立物体的三维模型数据，通过数控等技术控制 3D 打印机，将喷头送至指定位置，喷头将熔融的原料挤出，打印操作装置根据先前设定好的二维形状在平面上运动，一层制作完成后，打印操作装置上升一层，继续按上述构造平面，最后累计形成了最终产品[5]。
目前研究应用于 FDM 食品材料主要有凝胶、奶酪、巧克力、砂糖等食品。打印过程中由于温度变化引发材料的相变，从而保证从食品原料从喷头顺利挤出，并在挤压沉积中保持良好形状，该方法通过食物基本成分（碳水化合物、蛋白质和脂肪等）之间的协同组合和打印过程中食品材料的内在特性和结合机制实现[6]，打印效果主要是由食品材料的融化和固化特性所决定。常温挤出成型的 3D 打印食品原料在常温下应呈现半固体状态，自身具有一定的流动性和粘性，打印层可以相互粘连成型，一般为面糊、蛋糕糊等，打印完成的产品需要经过焙烤、油炸、蒸制等方法进行烹饪后才可以食用[7]。 为保证打印成品具有良好的美观性，不能采
用支撑性能弱、结构造型差等不能满足3D打印工艺要求的食品材料，否则易导致产品的坍塌变形和成型性差等缺陷[8]。由此可见，3D 打印技术作为一项新型食品加工技术可以弥补我国传统的食品加工过程成本高、利润较低、能耗较大、产品结构单一等不足，将其运用到药食同源产品及原料的研发具有广阔的研究空间[9]。
在药食同源的研究范畴中，葛根的药用及食用研究又占据了相当大一部分。野生葛粉，是以深山密林中多年野生葛根为原料，采用民间传统工艺和现代科技相结合的方法精制而成，药食同用，历史悠久。而关于野生葛根的功效，《本草纲目》记载，野生葛根具有清热降火、滋阴解毒、升阳生津、开胃进食之功效，对治疗和预防胸膈烦热、中风头痛、高血压、冠心病、降血脂、抗癌、消癌肿、减肥胖、抗衰老等均有特殊功效[10]。以野生葛根粉为原料之一，并结合食品的挤出型3D打印技术将其添加至人们生活常见的诸多种食物之中更加发挥了其药食同源的重要作用，这对于药食同源的原料产品研发具有着不同寻常的意义。
二． 拟研究的问题
以马铃薯、玉米淀粉、小麦淀粉三种淀粉，葛根粉，大豆分离蛋白，玉米油以及纯净水为主要原料。以淀粉种类，葛根粉、大豆分离蛋白、玉米油的添加量，以及纯净水的用量为变量，探究在挤出型3D打印技术下使原料成型的最佳配方条件。
三．主要研究手段
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