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食品3D打印作为一种新型的食品制造技术,近年来越来越受到人们关注。食品材料体系复杂多样,物料性质显著影响3D打印效果,然而二者之间的关系现在尚不明确。目前,关于食品3D打印的研究主要集中在物料性质和3D打印特性的关系层面,而对3D打印的应用优势还没有较多涉及。除了即食型3D打印食品,很多食品在打印后都需要进一步后加工处理,然而关于后处理过程中3D打印食品的结构稳定性、色泽和形态的变化等相关研究还非常欠缺,这不利于3D打印技术的推广应用。针对这些问题,本课题首先研究了物料性质和3D打印特性的关系并阐明其影响机制,然后探讨了3D打印技术调控即食型马铃薯泥（MP）品质特性的可行性,最后研究了3D打印样品在不同后处理过程中的结构稳定性、色泽和形态等方面的变化。具体工作如下:1)基于挤出型3D打印技术,采用马铃薯淀粉、k-卡拉胶（KG）、和黄原胶（XG）构建不同配方的凝胶体系以建立物料性质和3D打印特性的关系。首先分阶段建立物料性质和3D打印特性的关系,然后对3D打印特性进行评价。结果表明:凝胶体系的温度响应特性显著影响3D打印温度的选择;在挤出阶段,凝胶体系在打印温度下的流动应力（τf）、表观黏度（?）、稠度系数（K）和剪切稀化特性对物料的挤出性能有重要影响;在恢复阶段,物料挤出后的凝胶化时间（温度恢复特性）越短、机械性能恢复（剪切恢复特性）越快越有利于提高3D打印的精确性;在自支撑阶段,物料的弹性模量（G′）和复合模量（G*）显著影响3D打印结构的稳定性。最后提出了物料性质和3D打印特性关系图,为其他食品材料的打印提供了一定的借鉴意义。2)采用实际的食品体系MP验证上述基于凝胶体系建立的物料性质和3D打印特性关系的相关结论的普适性。首先确定了MP中马铃薯雪花全粉与水的比例,然后在MP中添加不同的亲水胶体（KG、XG、瓜尔胶（GG））以进一步改善其3D打印品质。结果表明MP的τf、?和剪切稀化特性显著影响其挤出性能,恢复阶段MP的剪切恢复特性和自支撑阶段的G′、G*和τf对打印的精确性和结构稳定性都有显著影响。添加KG的MP的?和τf最高且质地脆硬,挤出困难,易出现断条现象。添加XG的MP由于较低的?和τf虽然可以被顺利挤出,但由于较差的机械性能（τf、G′和G*）导致打印结构稳定性差。同时添加XG和KG的MP（KG-XG-MP）挤出成型性和结构稳定性都较好,打印品质最好。3)以优化得到的KG-XG-MP为原料,优化打印参数后通过定制化内部结构设计以调控即食型MP的质构特性。结果表明:喷嘴直径、打印高度和打印速度都会显著影响打印的精度或效率;3D打印技术可以实现MP内部精细结构的创建,且内部结构显著影响样品的硬度、胶粘性等质构特性,比如外周圈数为3的蜂窝状样品,当填充比从10%增加到70%时其硬度从101.21 g急剧增加到432.21 g;与模具样品相比,3D打印MP的质地较为松软。本研究为生产质构可控型3D打印食品提供了新的视角。4)以空气油炸为后处理手段,结合3D打印内部结构设计研究马铃薯基零食在后处理过程中的结构稳定性、以及质构调控和减油的可行性。结果表明:空气油炸能够很好的维持3D打印样品的结构信息;填充比和填充模式显著影响空气油炸后产品的质构特性;模具样品不适合与空气油炸后处理;与传统油炸相比,空气油炸样品的含油率较低（13.47%）。5)以微波加热为后处理手段,研究了基于p H诱导的含姜黄素或花青素的3D打印样品在后处理过程中的自发4D变色现象。结果表明:在含花青素的MP和柠檬汁淀粉凝胶体系的层叠结构中,微波加热能实现样品的自发快速变色,且变色速度与水分的流动性呈正相关,而与凝胶结构强度呈负相关;在含姜黄素和小苏打的MP体系中,借助于微波加热破坏姜黄素乳液的水包油结构,同时使HCO3-分解成CO32-使碱性增强,从而实现嵌套型打印食品结构在微波后处理过程中基于颜色变化的隐藏信息的快速自动化呈现。6)以干燥脱水为后处理手段,研究了3D打印马铃薯淀粉混合凝胶体系在脱水过程中的自发4D变形现象。结果表明:物料体系的粘附特性需要满足一定的临界值（粘附性和粘附功不能低于14.54 mm和1331.95 g.mm）才能实现样品的4D变形;微波脱水（MD）样品的弯曲程度与物料的收缩率呈正相关、与介电损耗因子（ε′′）呈负相关,且内部加热机制不利于变形;热风脱水（AD）的表面加热机制和“层叠弯曲效应”有助于样品的弯曲变形,且AD样品的弯曲程度高于MD和红外脱水（ID）样品;弯曲方向垂直于打印路径,且弯曲程度受到长宽比、填充比、高度的影响。