3D打印在醫(yī)藥、汽車、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域正在快速發(fā)展，但它也在我們的板材上找到了自己的一席之地。事實(shí)上，食品行業(yè)正在從這項(xiàng)技術(shù)中受益，根據(jù)全球市場(chǎng)估算，2022年3D打印食品市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到4.72億美元。這項(xiàng)技術(shù)提供的可能性是巨大的，從甜點(diǎn)到肉制品，甚至水果和蔬菜。3D食品打印機(jī)數(shù)量不斷增加，能夠用不同質(zhì)地和材料制作菜肴，從而改變我們的生產(chǎn)和消費(fèi)方式。與科幻小說截然不同的是，La Patisserie Numérique、Steakholder Foods、3D Systems或Natural Machines等多家公司提供了設(shè)計(jì)這些印刷食品的解決方案，從而讓人們一睹新的烹飪時(shí)代的風(fēng)采。

然而，3D食品打印的早期成果并不引人注目。所獲得的碎片是由糖糊制成的，并且常常有一些不足之處。但技術(shù)的發(fā)展，主要是熔融材料的沉積，使工藝得以完善，從而使巧克力、糖果甚至真正的膳食成為可能。最初，大多數(shù)使用的機(jī)器都是經(jīng)過改裝的FDM桌面3D打印機(jī)；我們現(xiàn)在看到了3D食品打印機(jī)，專門用于生產(chǎn)美味精致的菜肴。但3D食品打印的未來是什么？它能徹底改變我們的飲食方式嗎？

3D打印巧克力糖果。（照片來源：糖實(shí)驗(yàn)室）

3D食品打印的開始

3D食品打印是一項(xiàng)相對(duì)較新的創(chuàng)新。2006年，美國康奈爾大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了第一臺(tái)3D食品打印機(jī)，名為Fab@Home。這臺(tái)機(jī)器可以打印巧克力、餅干面團(tuán)甚至奶酪，從而可以用這些成分創(chuàng)造出藝術(shù)形狀。該技術(shù)的最初應(yīng)用集中在易于使用的材料上。例如，同樣成立于2006年的CandyFab公司設(shè)計(jì)了一款能夠用糖生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的打印機(jī)。巧克力因其易于融化和凝固的能力而受到重視，是最早使用的成分之一，使得創(chuàng)造復(fù)雜的形狀成為可能。

現(xiàn)在，讓我們進(jìn)入太空：NASA自2006年以來一直對(duì)3D食品打印感興趣，研究其為宇航員提供食物的潛力。目標(biāo)之一是改善長期太空任務(wù)期間的膳食。2013年，該機(jī)構(gòu)啟動(dòng)了“高級(jí)食品計(jì)劃”，以開發(fā)更適合這些條件的食品解決方案。它與初創(chuàng)公司BeeHex合作開發(fā)了Chef3D打印機(jī)，能夠制作3D打印的披薩，然后只需將其煮熟即可。這項(xiàng)技術(shù)可以使太空膳食變得更加多樣化和愉快，這對(duì)于長途任務(wù)來說是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槟壳暗纳攀惩ǔ１徽J(rèn)為單調(diào)且令人倒胃口。

為什么轉(zhuǎn)向3D食品打??？

目前食品面臨很大壓力，近年來出現(xiàn)了新趨勢(shì)。當(dāng)談到食品時(shí)，許多人傾向于拒絕技術(shù)。在與Natural Machines首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Lynette Kucsma交談時(shí)，她向我們解釋說，當(dāng)我們與她談?wù)?D食品打印機(jī)時(shí)，她一開始也很抗拒。她覺得自己正在吃加工食品。但當(dāng)她更深入地挖掘時(shí)，她意識(shí)到目標(biāo)完全不同：“如果你吃來自超市或雜貨店的東西，那是一樣的。食物也被送入機(jī)器并放入模具中。然而，使用3D打印機(jī)，您可以選擇所使用的食物?！?/span>

Natural Machines的聯(lián)合創(chuàng)始人還強(qiáng)調(diào)了3D食品打印的創(chuàng)新本質(zhì)：可以創(chuàng)造新的口味和形狀，這可以對(duì)最終消費(fèi)者的健康產(chǎn)生影響。Creatives Machines Lab研究員Jonathan Blutinger分享了這一點(diǎn)，他解釋說3D食品打印機(jī)可與經(jīng)典的FDM 3D打印機(jī)相媲美-如今它能夠制造幾何形狀復(fù)雜的零件，例如食品機(jī)器。然后我們獲得非常原始的菜肴，保留其原始風(fēng)味。

3D打印西蘭花（圖片來源：Gastrology）

3D打印食品還可以為各種挑戰(zhàn)提供解決方案，而不僅僅是菜肴本身。其中一個(gè)解決方案是應(yīng)對(duì)糧食不安全問題，目前該問題影響著58個(gè)國家和地區(qū)的2.58億人，而且這一數(shù)字還在不斷增加。為了回答這個(gè)問題，兩名卡塔爾學(xué)生Mohammed Fadhel Annan和Lujain Al-Mansoori開發(fā)了一種3D打印機(jī)，能夠利用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞大規(guī)模生產(chǎn)水果和蔬菜。這項(xiàng)創(chuàng)新基于使用紫外線的3D打印工藝，稱為“掩模立體光刻”。

3D食品打印還可以為其他問題提供解決方案。例如，很多人患有吞咽困難、吞咽困難，這使得吃飯變得非常復(fù)雜。荷蘭初創(chuàng)公司Gastronology的使命是通過開發(fā)美味且適合這些患者需求的3D打印食品來解決這一問題，讓用餐變得更加愉快。Gastronology使用3D食品打印機(jī)和專用工業(yè)機(jī)器來復(fù)制食品。創(chuàng)始人Peter Nieuwkerk表示：“結(jié)果：3D打印的西蘭花看起來像西蘭花，聞起來像西蘭花，嘗起來像西蘭花，但吞咽困難患者可以用勺子吃?！?/span>

3D食品打印：享受樂趣的同時(shí)保護(hù)您的健康和環(huán)境

3D食品打印機(jī)也可能是個(gè)性化菜肴并適應(yīng)近年來出現(xiàn)的非常具體的飲食的好方法。我們想到了麩質(zhì)和乳糖不耐癥，也想到了整個(gè)素食運(yùn)動(dòng)。3D打印將成為一種新的烹飪方式，可以尊重每個(gè)人的具體情況。我們還可以將機(jī)器連接到傳感器來監(jiān)測(cè)卡路里數(shù)量或糖、脂質(zhì)或蛋白質(zhì)的水平。

近年來，肉制品的受歡迎程度急劇下降，很大程度上是由于人們對(duì)動(dòng)物痛苦和負(fù)面環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不斷增強(qiáng)。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，許多人開始轉(zhuǎn)向素食或純素飲食。然而，由于3D打印，另一種解決方案正在出現(xiàn)。Steakholder Foods等幾家公司正在為各種產(chǎn)品開發(fā)植物性替代品。他們的目標(biāo)：創(chuàng)造對(duì)環(huán)境影響較小的食品。無論是蝦、魚片、鰻魚還是肉類，這些公司都開發(fā)出由蛋白質(zhì)和其他成分組成的“墨水”，忠實(shí)地再現(xiàn)了原始食品的特性。然后將這些墨水用于3D打印機(jī)，將它們逐層沉積以形成所需的結(jié)構(gòu)。

3D食品打印的未來是什么？

3D食品打印的前景一片光明，行業(yè)有很多創(chuàng)新機(jī)會(huì)。預(yù)期的重大進(jìn)步之一是營養(yǎng)個(gè)性化。在不久的將來，無論是根據(jù)年齡、體力活動(dòng)水平還是糖尿病或食物不耐受等醫(yī)療要求，都可以根據(jù)每個(gè)人的具體營養(yǎng)需求制定量身定制的膳食。技術(shù)進(jìn)步將使更忠實(shí)地再現(xiàn)傳統(tǒng)食品的質(zhì)地和味道成為可能。許多公司正在研究越來越模仿動(dòng)物蛋白質(zhì)地的肉類和海鮮替代品。

這項(xiàng)技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好明天出現(xiàn)在每個(gè)廚房；消費(fèi)者還沒有準(zhǔn)備好接受這樣的改變。但這只是時(shí)間問題。此外，當(dāng)你仔細(xì)觀察時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)微波爐也出現(xiàn)了同樣的問題，而如今，大多數(shù)廚房都配備了微波爐。

照片來源：La Patisserie Numérique

編譯整理：3dnatives