李伟

新奇的“数字烹饪技术”正在走进人们的生活，即用可食用材料3D打印食品。3D打印技术不仅能够确保食品安全，提高能量利用效率，还能控制食品中的营养成分，实现健康饮食。

3D打印食品实验室

3D打印食品

数字技术正在推动社会各个领域的发展变革。在烹饪界，原本缓慢的变革开始加速，这得益于数字技术的引入。3D打印食品的发展虽然刚起步，但由于其具备定制化、便利性等优点，未来有望大受欢迎。

据《npj-食品科学》杂志报道，为展示3D打印食品的潜力，美国哥伦比亚大学教授乔纳森·布鲁汀格和他的团队尝试打印出多种芝士蛋糕，包含7种关键成分：全麦饼、花生酱、巧克力酱、香蕉泥、草莓果酱、樱桃淋酱和糖霜。据介绍，3D打印食品的设计原理与建筑设计原理相似：全麦饼作为每一层蛋糕的基础成分；花生酱等作为支撑层形成坑洼，可容纳较软的成分（香蕉泥等）。

3D打印食品能让主厨在毫米级的尺度上选择香味和质感，创造出新的食品。这种技术兼顾营养、制作便利性和成本效益，使用高能量、针对性强的激光束，可实现精准的外形设定，并确保加热到一定的温度。

或许很快人们就将在家用电器市场发现琳琅满目的食品打印机。3D打印食品的发展，可实现高效的食品生产加工，同时让更多种类的食品向更为健康的方向发展。另外，3D打印技术还能帮助厨师开发更新颖、营养成分更多且更美味的食品，开拓新的烹饪市场，并在诸多場景中推广应用。

除了乔纳森·布鲁汀格，还有一些科学家在3D打印食品领域有所建树。

马塞洛·科埃略和杰米·英根伯领导的团队，开发出名为“科纳科皮亚”的打印机。这种新概念食品打印机有望带来烹饪方式的变革。科埃略和英根伯介绍：新概念食品打印机可以提供一种新的烹饪方式，通过在原始食材中加入添加剂，最终将食品加工出美观的纹理和形状，还能保有美味。

传统的烹饪器械，如切割刀具和烘烤模具，往往都受限于精度，难以加工出复杂多样的形状。依据科埃略和英根伯的想法，“数字烹饪技术”可以提供传统烹饪技术无法企及的口味和美观外形。

根据设计，消费者只须将食材放入3D食品打印机传送带上的食盒，即可制作出精美、多层次、多口味的食品。未来投入量产并推向市场的3D食品打印机，将配备触控屏、内置记忆卡和网络连接设备，可以帮助使用者记录并上传食材配方、食材质量、营养含量和口味等数据。

理想的产品背后，离不开3D食品打印机的精妙设计。即使打印一种面粉，也须调动整个计算机控制系统。与人们生活中的大多数活动一样，3D食品打印远比看上去复杂。

要成功打印出食品，必须满足以下几个条件：首先是正确使用设备，其次是精心设计“数字食谱”，最后是采用合适的放入食材的顺序。食材的软硬度必须适中——能够从打印头流出，还要确保打印成一定的形状。另外，还要考虑各种食材的特性，包括耐热性等，以便调整打印方式。

以汉堡包为例，其传统制作工艺并不复杂：在面包中依次放入烤肉、洋葱圈和西红柿片，再挤入番茄酱。对3D食品打印机来说，原本简单的汉堡包制作过程变得复杂，面临“多材料食品工程”方面的挑战。可以说，通过3D打印技术制作出美味的汉堡包，堪称烹饪工程领域的壮举。

当然，把碎肉打印成肉饼并不难，在上面加一层番茄酱也轻而易举。将生面团烘烤打印成面包，最多也就是花些时间而已。食品打印的难点在于天然的、新鲜的食材如何打印，比如，打印新鲜可口的西红柿、洋葱和生菜等，这涉及工业化食品生产的范畴。

3D打印肉类

3D打印新鲜的汉堡包，其难度等同于打印复杂的器官。现阶段的研究者只能打印相对简单的食品，比如意大利面、寿司、牛排、比萨等等。

西班牙Novameat公司用植物性蛋白质3D打印出了素食牛排；日本CANOBLE公司用 3D打印机制作出了风味独特的奶油；美国BeeHex公司开发出一款能根据个人喜好设定比萨的大小、形状、配料、所含热量等特性的比萨打印机，只需要1分钟就能打印出想要的比萨……

人类制作饮食是一个从低效率走向高效率的过程。在历史上，有关食品的故事往往都包含“浪费”的元素——充斥着食品浪费的细节。

食品提供的能量源于光合作用转化的部分太阳能，所以食品的源头其实是1.5亿公里之外的太阳。尽管太阳上每秒钟有数百万吨氢在发生聚变，但实际上只有不到十亿分之一的能量抵达地球。在到达地球表面的能量中，最多只有不到1%用于光合作用。

粮食作物在被收割之后制成食品，再运输到消费者手中。这个过程对环境而言并不友好。人们在节日聚餐时，餐桌上的食品“走过的路程”，可能比围坐在餐桌旁的全家人走过的路程加起来还要长。例如，美国人一顿饭中吃掉的食品，要“走”2000—4000公里才能抵达餐桌，其中的土豆可能来自艾奥瓦州，葡萄酒可能来自法国，牛肉可能来自阿根廷……

更大的“浪费”发生在饮食活动的后端。在美国，有超过40%的食品没有被人们吃掉，而是被浪费了。这些食品要么在地里腐烂，要么被扔进垃圾填埋场。根据美国国家资源保护委员会公布的数据，如果人类能节约废弃食品中的15%，就能多养活2500万人口。

好在，随着技术的发展，食物链的每一个环节都在发生巨大的变化。其中，3D打印技术可以直接根据食品的分子构成进行打印——生产人造肉类将比生产传统肉类更加高效，从而避免浪费。

养殖一头牛往往需要几年的时间，而在实验室里制作出相当于一头牛提供的牛排，只需要几周的时间。目前正在开发的人造肉类包括猪肉香肠、鸡肉、鹅肝酱和牛排等。未来，3D打印食品还将根据科学家培育的细胞来进行打印。3D打印人造肉的生产几乎完全是自动化的，不需要太多的土地和劳动力。不仅如此，3D食品打印技术还可以根据人们的需要添加或减少不同的营养元素。比如，人造肉可以根据需要保留人体所需的有益元素，剔除一些有害的和无用的元素，这对于提升人类的健康水平从而延长寿命将有一定的帮助。

世界卫生组织、美国心脏协会等机构建议，将饱和脂肪酸的供能比控制在10%以内。人们平时吃的猪牛羊肉中，饱和脂肪酸的含量较高。3D打印食品可以用不饱和脂肪酸替代饱和脂肪酸。

编辑：姚志刚  winter-yao@163.com