3D打印食品：健康新科技

李偉

新奇的“數字烹飪技術”正在走進人們的生活，即用可食用材料3D打印食品。3D打印技術不僅能夠確保食品安全，提高能量利用效率，還能控制食品中的營養成分，實現健康飲食。

3D打印食品實驗室

3D打印食品

數字技術正在推動社會各個領域的發展變革。在烹飪界，原本緩慢的變革開始加速，這得益于數字技術的引入。3D打印食品的發展雖然剛起步，但由于其具備定制化、便利性等優點，未來有望大受歡迎。

據《npj-食品科學》雜志報道，為展示3D打印食品的潛力，美國哥倫比亞大學教授喬納森·布魯汀格和他的團隊嘗試打印出多種芝士蛋糕，包含7種關鍵成分：全麥餅、花生醬、巧克力醬、香蕉泥、草莓果醬、櫻桃淋醬和糖霜。據介紹，3D打印食品的設計原理與建筑設計原理相似：全麥餅作為每一層蛋糕的基礎成分；花生醬等作為支撐層形成坑洼，可容納較軟的成分（香蕉泥等）。

3D打印食品能讓主廚在毫米級的尺度上選擇香味和質感，創造出新的食品。這種技術兼顧營養、制作便利性和成本效益，使用高能量、針對性強的激光束，可實現精準的外形設定，并確保加熱到一定的溫度。

或許很快人們就將在家用電器市場發現琳瑯滿目的食品打印機。3D打印食品的發展，可實現高效的食品生產加工，同時讓更多種類的食品向更為健康的方向發展。另外，3D打印技術還能幫助廚師開發更新穎、營養成分更多且更美味的食品，開拓新的烹飪市場，并在諸多場景中推廣應用。

除了喬納森·布魯汀格，還有一些科學家在3D打印食品領域有所建樹。

馬塞洛·科埃略和杰米·英根伯領導的團隊，開發出名為“科納科皮亞”的打印機。這種新概念食品打印機有望帶來烹飪方式的變革。科埃略和英根伯介紹：新概念食品打印機可以提供一種新的烹飪方式，通過在原始食材中加入添加劑，最終將食品加工出美觀的紋理和形狀，還能保有美味。

傳統的烹飪器械，如切割刀具和烘烤模具，往往都受限于精度，難以加工出復雜多樣的形狀。依據科埃略和英根伯的想法，“數字烹飪技術”可以提供傳統烹飪技術無法企及的口味和美觀外形。

根據設計，消費者只須將食材放入3D食品打印機傳送帶上的食盒，即可制作出精美、多層次、多口味的食品。未來投入量產并推向市場的3D食品打印機，將配備觸控屏、內置記憶卡和網絡連接設備，可以幫助使用者記錄并上傳食材配方、食材質量、營養含量和口味等數據。

理想的產品背后，離不開3D食品打印機的精妙設計。即使打印一種面粉，也須調動整個計算機控制系統。與人們生活中的大多數活動一樣，3D食品打印遠比看上去復雜。

要成功打印出食品，必須滿足以下幾個條件：首先是正確使用設備，其次是精心設計“數字食譜”，最后是采用合適的放入食材的順序。食材的軟硬度必須適中——能夠從打印頭流出，還要確保打印成一定的形狀。另外，還要考慮各種食材的特性，包括耐熱性等，以便調整打印方式。

以漢堡包為例，其傳統制作工藝并不復雜：在面包中依次放入烤肉、洋蔥圈和西紅柿片，再擠入番茄醬。對3D食品打印機來說，原本簡單的漢堡包制作過程變得復雜，面臨“多材料食品工程”方面的挑戰。可以說，通過3D打印技術制作出美味的漢堡包，堪稱烹飪工程領域的壯舉。

當然，把碎肉打印成肉餅并不難，在上面加一層番茄醬也輕而易舉。將生面團烘烤打印成面包，最多也就是花些時間而已。食品打印的難點在于天然的、新鮮的食材如何打印，比如，打印新鮮可口的西紅柿、洋蔥和生菜等，這涉及工業化食品生產的范疇。

3D打印肉類

3D打印新鮮的漢堡包，其難度等同于打印復雜的器官。現階段的研究者只能打印相對簡單的食品，比如意大利面、壽司、牛排、比薩等等。

西班牙Novameat公司用植物性蛋白質3D打印出了素食牛排；日本CANOBLE公司用 3D打印機制作出了風味獨特的奶油；美國BeeHex公司開發出一款能根據個人喜好設定比薩的大小、形狀、配料、所含熱量等特性的比薩打印機，只需要1分鐘就能打印出想要的比薩……

人類制作飲食是一個從低效率走向高效率的過程。在歷史上，有關食品的故事往往都包含“浪費”的元素——充斥著食品浪費的細節。

食品提供的能量源于光合作用轉化的部分太陽能，所以食品的源頭其實是1.5億公里之外的太陽。盡管太陽上每秒鐘有數百萬噸氫在發生聚變，但實際上只有不到十億分之一的能量抵達地球。在到達地球表面的能量中，最多只有不到1%用于光合作用。

糧食作物在被收割之后制成食品，再運輸到消費者手中。這個過程對環境而言并不友好。人們在節日聚餐時，餐桌上的食品“走過的路程”，可能比圍坐在餐桌旁的全家人走過的路程加起來還要長。例如，美國人一頓飯中吃掉的食品，要“走”2000—4000公里才能抵達餐桌，其中的土豆可能來自艾奧瓦州，葡萄酒可能來自法國，牛肉可能來自阿根廷……

更大的“浪費”發生在飲食活動的后端。在美國，有超過40%的食品沒有被人們吃掉，而是被浪費了。這些食品要么在地里腐爛，要么被扔進垃圾填埋場。根據美國國家資源保護委員會公布的數據，如果人類能節約廢棄食品中的15%，就能多養活2500萬人口。

好在，隨著技術的發展，食物鏈的每一個環節都在發生巨大的變化。其中，3D打印技術可以直接根據食品的分子構成進行打印——生產人造肉類將比生產傳統肉類更加高效，從而避免浪費。

養殖一頭牛往往需要幾年的時間，而在實驗室里制作出相當于一頭牛提供的牛排，只需要幾周的時間。目前正在開發的人造肉類包括豬肉香腸、雞肉、鵝肝醬和牛排等。未來，3D打印食品還將根據科學家培育的細胞來進行打印。3D打印人造肉的生產幾乎完全是自動化的，不需要太多的土地和勞動力。不僅如此，3D食品打印技術還可以根據人們的需要添加或減少不同的營養元素。比如，人造肉可以根據需要保留人體所需的有益元素，剔除一些有害的和無用的元素，這對于提升人類的健康水平從而延長壽命將有一定的幫助。

世界衛生組織、美國心臟協會等機構建議，將飽和脂肪酸的供能比控制在10%以內。人們平時吃的豬牛羊肉中，飽和脂肪酸的含量較高。3D打印食品可以用不飽和脂肪酸替代飽和脂肪酸。

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com