文 逯心一 柳 于 魏霄冉

3D打印的動漫煎餅

在過去的幾十年里，無數(shù)高新技術接二連三誕生，改變?nèi)藗兩畹耐瑫r，也創(chuàng)造著一個個奇跡，3D打印技術便是其中之一。如今，3D打印已經(jīng)廣泛應用于藝術、建筑、軍事、醫(yī)學等多個領域。2023年3月23日，全球首款全3D打印火箭點火升空，雖然未能成功入軌，但為3D打印技術在太空領域的拓展使用提供了新思路。

近日，《食品科學》雜志的一篇文章，展示了一種數(shù)字烹飪方法——將可食用材料作為“墨水”，通過3D打印的方式制作芝士蛋糕。研究團隊認為，精準打印多層食物可以讓人們更容易獲得定制化食品，更方便控制食品的營養(yǎng)成分，甚至改善食品安全。

俗話說：民以食為天。您是否會好奇，3D打印技術如何應用于食品制作？3D打印出的食物又會是什么樣子？

當美食遇上3D打印

3D打印技術，誕生于20世紀80年代末，是多名專家和學者智慧的結晶。但囿于當時人們對新生技術認知的局限性，3D打印未能大規(guī)模走進市場。進入21世紀，隨著社會的進步，3D打印越來越被大眾所關注、討論和接受，3D打印機的成本也不斷下降，3D打印技術得以迅速發(fā)展和推廣。

正如3D打印技術進入醫(yī)學、工業(yè)、建筑等領域一樣，也有科學家不斷探求其在食品領域的發(fā)展。3D打印技術進軍食品加工領域后打響的“第一仗”，便與廣受人們歡迎的甜品有著不小的淵源。

2006年，美國高中生諾伊·沙爾用改進后的Fab@Home打印機打印出了肯塔基州形狀的巧克力，在世界范圍內(nèi)掀起了一股3D打印食品的熱潮。

2012年，英國?？巳卮髮W的研究人員推出了世界上首臺商用巧克力3D打印機。這臺3D打印機以液態(tài)巧克力為“墨水”，使用者只需在電腦上輸入自己想要打印的字樣或圖形，打印機就可以在紙上逐層噴涂出完全相同的圖樣。

在3D打印技術“走進廚房”的階段，來自西班牙的“天然機器”公司悄悄按下了“快進鍵”——其發(fā)明的食品3D打印機Foodini可制作巧克力、芝士漢堡、意式餃子、棍子面包等多種食物。簡而言之，只要食物的原材料是軟而濕的即可進行3D打印。

和其他3D打印機的工作原理一樣，F(xiàn)oodini打印時也是將液體材料擠到打印床上。然而Foodini卻有6個材料盒，可以放置不同的材料，內(nèi)置的加熱器還可保證食物在打印過程中的溫度。

2016年，一家名為“食物墨水”的餐廳在倫敦開業(yè)，這是全球第一家3D打印餐廳，從家具、餐具、裝飾到食物，都由3D打印而成。餐廳使用了便捷式多材料3D打印機，可以用鷹嘴豆泥、巧克力慕斯、豌豆泥、山羊奶酪或比薩面團等材料為客戶制作菜肴——這些食材基本上是糊狀的，可以被裝進3D打印機里，再通過擠出機打造出各種食物造型。

談到這里，或許您會好奇，這樣用糊狀的食材制造出的食物究竟好不好吃？事實上，食物的口感也是科研人員研究的重點。

以色列一家食品3D打印初創(chuàng)企業(yè)與肉店、廚師、食品技術人員以及味覺專家合作，在其牛排產(chǎn)品中數(shù)字化了70多個感官參數(shù)，包括優(yōu)質(zhì)牛肉切塊的質(zhì)地、多汁性、脂肪分布和口感。其選用了多種植物素食成分，包括來自大豆、豌豆的蛋白質(zhì)，以及椰子和葵花子油，以模仿肌肉組織，再利用專有的工業(yè)級食品3D打印機，逐層打印出“肌肉”“脂肪”“血液”，這樣制作的全素“人造肉”牛排，吃起來口感和味道絲毫不遜色于西餐廳的牛排。

食品3D打印發(fā)展至今，已經(jīng)有十多款工業(yè)級或桌面級的食品3D打印機問世。我們甚至可以在日常生活中吃到3D打印的食物。許多烘焙店已經(jīng)紛紛借助3D打印來制作可食用的蛋糕裝飾品。

為您“私人定制”專屬食品

英國伯明翰大學的研究人員在針對食品3D打印有關方法和材料的一篇論文中，有這樣一句評論：“3D食品打印，是一個能提供娛樂體驗、個性化食品及特定營養(yǎng)需求的廣闊領域?！?/p>

毫無疑問，隨著科技的不斷進步，3D食品打印技術勢必會朝著更加通用、更加精致、更加智能的方向發(fā)展。在這個過程中，對人的關懷將體現(xiàn)得越來越明顯。

相較于傳統(tǒng)膳食，3D打印食品“量身定做”的優(yōu)點越來越被人們看重。國際咨詢機構全球數(shù)據(jù)（Global Data）一項調(diào)查表明，全球71%的消費者認為，根據(jù)他們個人健康需求定制出的產(chǎn)品更加具有吸引力。而食品3D打印的強大之處就在于：“印”你所想，從成分到食量，都可以量身打印，真正做到“私人定制”。

日本初創(chuàng)公司“開放餐點”結合基因組學和3D食品打印技術，推出為顧客量身打造壽司的餐廳概念。據(jù)悉，每位顧客預約之后，都會被要求提供一份人體相關檢測樣本。餐廳對樣本進行分析后，判斷這名顧客的身體缺乏哪些營養(yǎng)元素，然后通過食品3D打印技術為其制作獨一無二的壽司。

3D食品打印還可以針對特殊人群的特殊需求打印出相應的食物。例如，隨著年齡的增長，人的機能逐漸下降，常伴有牙齒脫落、手腳不靈等狀況。全球有超過半數(shù)的老年人都存在咀嚼和吞咽困難的問題，這對他們?nèi)粘ｏ嬍吃斐闪艘欢ǖ挠绊憽?/p>

食品3D打印的引入能夠?qū)⑹巢奶崆皵囁橹瞥珊隣?，打印出的成品能夠幫助老人免去咀嚼，入口即化。不僅如此，食品3D打印還可以根據(jù)不同老年人的身體需求在食品中添加不同的營養(yǎng)成分作為補充。目前，市場上已經(jīng)能將食品原料液化并凝結成膠狀物，再將其打印成食物，這對于老年人來說是一種不錯的選擇。

此外，制作一些復雜形狀的食品往往需要花費大量時間和精力。食品3D打印技術讓這些食物的制作流程化繁為簡，無疑節(jié)省了大量成本。

毋庸置疑，食品3D打印作為前沿技術，將會成為未來食品創(chuàng)新的風向標之一。也有專家認為，食品3D打印或?qū)⒊蔀槲磥砭徑馊蚴澄镂C的有效途徑。

不過，食品3D打印技術現(xiàn)有的缺點也不能忽略。設備耗材成本高、打印時間較長、烹飪技術欠缺等缺點，讓其遲遲難以真正面向大眾。

整體而言，食品3D打印其實還處于研究、開發(fā)和實際應用的初級階段。想要真正走向大眾餐桌，還有漫長的路。但是，憑借其個性化、定制化等優(yōu)點和廣闊的商業(yè)前景，相信解決這些難題只是時間問題。

軍事、航天應用前景廣闊

3D打印即將在食品行業(yè)掀起新一輪風潮，在軍事領域，食品3D打印也將帶來許多令人矚目的變化。

據(jù)外媒報道，美國國防部食品安全管理處正在積極研究使用3D打印機為士兵制作食物。專家認為，3D打印食品有很好的營養(yǎng)供給針對性，這對駐地在高山海島的士兵十分重要。如果將食品3D打印機裝配到部隊，不僅可以提供士兵所需的各種營養(yǎng)成分，還能夠極大豐富部隊的伙食種類，制作出更多個性美食。

相較于傳統(tǒng)的食品運輸方式，食品3D打印或許會帶來一場變革。士兵可以根據(jù)食材，利用3D食品打印機隨時隨地下載程序來打印食物。這樣既避免了運輸線被切斷后“斷炊”的風險，還可以大幅縮減從原材料到成品的環(huán)節(jié)，從而解決食物加工、運輸、包裝等環(huán)節(jié)中的一系列問題，大幅提高部隊后勤保障效率。同時，食品3D打印機不會產(chǎn)生炊煙，可以很好地解決執(zhí)行作戰(zhàn)任務時因炊煙暴露目標的難題。

在航天領域，食品3D打印也展現(xiàn)出了驚人的潛力。一般來說，為保證在失重狀態(tài)下正常進食，傳統(tǒng)的太空食物講究盡量能一口吃掉。因而，太空食物往往被做成像牙膏那樣的糊狀，或者像壓縮餅干那樣，從外形到口味都比較單調(diào)。食品3D打印技術誕生以后，這一現(xiàn)狀便有了改善的希望。

通過運用食用水膠體懸浮液以及調(diào)味劑，食物打印機能模仿制作一系列不同風味和質(zhì)地的食物。食材的顏色也可以通過打印機來復制，從而讓打印出來的食物具備“以假亂真”的色香味。這可以讓宇航員在用餐時有新鮮感。

此外，太空艙的存儲空間十分有限，在執(zhí)行長時間任務時，食品的儲存和包裝垃圾的處理，將占用大量的存儲空間。而一款食品3D打印機就相當于一個濃縮的廚房，人們只需將“打印材料”準備好即可。一般而言，將原材料處理成“打印材料”后，其空間占比遠小于成品食材，可以有效節(jié)約太空艙的存儲空間，而且還省去了處理食品包裝垃圾的麻煩，可謂一舉多得。