文| Foodaily每日食品 Miriam Zhang
不久前，以3D打印為行業(yè)所熟知的食品科技初創(chuàng)公司Moodles魔斗仕攜手盒馬工坊，推出新品“牛肉做的面”。每份產(chǎn)品由超過(guò)60g的進(jìn)口牛上腦肉經(jīng)3D打印而成。產(chǎn)品在沸水中加熱90秒，撈出后拌上醬料即可食用。面條口感勁道，比純牛肉更容易咀嚼消化。據(jù)foodaily了解，這是Moodles繼今年3月推出的雞肉面和蝦肉面后開(kāi)發(fā)的新款蛋白主食面制品。
作為備受行業(yè)矚目的未來(lái)食品科技，食品打印技術(shù)正加速走出實(shí)驗(yàn)室，尋找最佳的商業(yè)落地方式。
在民間，3D打印早已揭開(kāi)神秘面紗，以更趣味和個(gè)性化的方式接近大眾。2019年6月，哈爾濱街頭驚現(xiàn)巧克力3D打印自助售賣(mài)機(jī)，圓滾滾的小豬、呆萌的皮卡丘、活靈活現(xiàn)的小章魚(yú)......只需微信掃碼，上傳手繪圖文，各式各樣的私人訂制美食就從打印機(jī)噴頭中徐徐生成。
圖源：小紅書(shū)
目前在我國(guó)，食品打印技術(shù)主要應(yīng)用于餐飲、食品工業(yè)和醫(yī)療保健領(lǐng)域。一批批科技初創(chuàng)企業(yè)各持所長(zhǎng)，通過(guò)產(chǎn)品和線下活動(dòng)，向公眾展示食品打印技術(shù)的無(wú)窮魅力：MOODLES魔斗仕將3D打印、現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)和分子料理等多個(gè)學(xué)科相融合，用各種優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白制作出具有米飯、面條等傳統(tǒng)主食形態(tài)的食品；時(shí)印科技旗下的盼打款自助式3D巧克力打印機(jī)被公認(rèn)為世界上巧克力打印速度最快的設(shè)備，如今放在各個(gè)城市的科技館、博物館及游樂(lè)園等場(chǎng)地，吸粉無(wú)數(shù)；細(xì)胞農(nóng)業(yè)科技公司CellX在上海舉行細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品原型的閉門(mén)交流活動(dòng)，國(guó)內(nèi)各大高校從事食品3D打印研究工的專(zhuān)家學(xué)者悉數(shù)到場(chǎng)。
在近年舉辦的眾多食品行業(yè)論壇上，食品打印更是被寄予“打破傳統(tǒng)食品生產(chǎn)模式，帶動(dòng)中國(guó)食品工業(yè)界變革與發(fā)展”的厚望和歷史重任。
起源于20世紀(jì)后期的增材制造技術(shù)，成為食品打印產(chǎn)業(yè)的肇始起點(diǎn)。而它真正成為食品加工的一項(xiàng)新技術(shù)，則是本世紀(jì)的事情。過(guò)去的30年里，食品打印走過(guò)了怎樣不尋常的發(fā)展歷程？目前已經(jīng)發(fā)展到怎樣的階段？除了糕點(diǎn)、面條這些普通食品外，打印機(jī)里還藏著哪些商機(jī)？食品打印技術(shù)的未來(lái)會(huì)是一路坦途嗎？
01 創(chuàng)新三十載，食品打印技術(shù)的進(jìn)化之路
3D打印技術(shù)最早可以追溯到上世紀(jì)80年。1986年，美國(guó)麻省理工學(xué)院發(fā)明出了最早的3D打印機(jī)。2006年，第一臺(tái)用于打印巧克力、餅干面團(tuán)和奶酪的多材料 3D 打印機(jī)Fab@Home，誕生于由康奈爾大學(xué)一群學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目中，開(kāi)啟3D食品打印技術(shù)真正的浪潮。發(fā)展至今即將步入4D時(shí)代，5D和6D食品打印技術(shù)也在研究進(jìn)程中。
自Fab@Home問(wèn)世之后，2007-2009年，美國(guó)一家小型創(chuàng)新公司研制出CandyFab，通過(guò)使用熱空氣選擇性地將糖粒熔化并融合在一起來(lái)打印大型糖雕。
2012年，第一臺(tái)商用 3D 巧克力打印機(jī)Choc Edge橫空出世。2013年，Modern Meadow首次推出生物打印機(jī)來(lái)打印肉制品。不久之后，西班牙的一家創(chuàng)業(yè)公司又開(kāi)發(fā)出一臺(tái)名為Foodini的3D打印食品機(jī)，進(jìn)一步完善了3D打印機(jī)的各項(xiàng)功能，正式開(kāi)啟食品3D打印的商業(yè)化之路。
2016年4月，全球第一家3D打印餐廳Food Ink在荷蘭開(kāi)業(yè)。該餐廳使用3D打印機(jī)生產(chǎn)商Byflow開(kāi)發(fā)的便捷式多材料3D打印機(jī)，打印針頭來(lái)回移動(dòng)將食材一層層疊加，最終呈現(xiàn)出電腦設(shè)定好的形狀，為客戶(hù)制作各種造型獨(dú)特的菜肴除了打印食物外，餐廳里的桌子、椅子、燈具甚至是餐具也都由3D打印技術(shù)打印而成。
圖源：Daily MaiL
2020年，以色列初創(chuàng)公司Redefine Meat推出一款3D打印的高蛋白、無(wú)膽固醇的植物肉牛排“Alt-Steak”。同年，日本初創(chuàng)公司Open Meals發(fā)布了一套未來(lái)主義餐廳計(jì)劃，將基因科學(xué)與3D打印食品技術(shù)結(jié)合，推出為顧客健康狀況量身設(shè)計(jì)的壽司餐廳Sushi Singularity。2022年，工業(yè)塑料 FDM 3D 打印機(jī)制造商FELIXprinter推出 FELIX FOODprinters 系列。
據(jù)估計(jì)，全球3D打印食品市場(chǎng)將從2022年的20.1億美元大幅增長(zhǎng)到2027年底的194.1億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為57.3%。
圖源：marketsandmarkets
在國(guó)內(nèi)，食品打印技術(shù)的落地和商業(yè)化起點(diǎn)，大致可追溯到2015年至2016年。2015年11月，北科光大推出的巧客食品亮相京東眾籌；2016年6月，時(shí)印科技旗下食品打印機(jī)SHINNIOVE-S系列上市，成為國(guó)內(nèi)首款支持多食材的多功能食品3D打印機(jī)。
此后，在政策引導(dǎo)和資本扶持下，在增材制造技術(shù)、3D打印設(shè)備、食材研發(fā)、終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)，涌現(xiàn)出一批科技初創(chuàng)企業(yè)，成為中國(guó)追趕食品打印領(lǐng)域全球制高點(diǎn)的核心力量。
到2022年，中國(guó)增材制造新型標(biāo)準(zhǔn)體系已基本建立，增材制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%；增材制造設(shè)備安裝量市場(chǎng)占全球市場(chǎng)10.60%，中國(guó)對(duì)全球食品3D打印領(lǐng)域文章的貢獻(xiàn)率達(dá)到29.27%。
3D-6D打印，科幻還是現(xiàn)實(shí)？
單看打印設(shè)備的發(fā)展節(jié)點(diǎn)，也許很難勾勒出食品打印技術(shù)前行的清晰脈絡(luò)。我們不妨換個(gè)視角，從打印升維的過(guò)程，來(lái)認(rèn)識(shí)這項(xiàng)神秘科技的進(jìn)階路徑。
2022年，來(lái)自希臘的一位教授在MDPI科學(xué)雜志上發(fā)表了一篇論文，詳細(xì)談及3D技術(shù)到6D技術(shù)的升級(jí)過(guò)程。盡管3D打印技術(shù)提供了一種相對(duì)便捷的制造途徑，但對(duì)于制造更復(fù)雜的物體來(lái)說(shuō)還相對(duì)有限。針對(duì)級(jí)別和技術(shù)難度更高的4D、5D、6D打印技術(shù)的研究已經(jīng)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界展開(kāi)。
圖源：MDPI
讓我們從最基礎(chǔ)的3D打印技術(shù)開(kāi)始談起。
3D打印食品是通過(guò)半自動(dòng)化增材制造工藝制成的，該工藝將可食用長(zhǎng)絲分層制成各種可食用食品。通俗理解3D 打印食物就像模擬糕點(diǎn)師在蛋糕上裱花，當(dāng)手臂沿著海綿狀的周邊移動(dòng)時(shí)，彩色的攪打糖就會(huì)呈現(xiàn)出處理者設(shè)計(jì)的形狀。
3D打印利用糊狀或可延展的食品，包括面食、巧克力、奶酪、餅干面團(tuán)、糖基糖果、明膠、培養(yǎng)肉、土豆泥和披薩等，逐層構(gòu)建，適合創(chuàng)建具有復(fù)雜幾何形狀、定制質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)成分的定制食品。3D 打印技術(shù)有四種類(lèi)型，即擠壓打印、選擇性燒結(jié)、粘合劑噴射和噴墨打印。
正在打印中的人造肉，源自人造肉公司。圖片來(lái)源：Steakholder
4D食品打印技術(shù)于2012年推出，在3D打印基礎(chǔ)上增加了時(shí)間維度的延伸。4D 打印是 3D 打印物體隨著時(shí)間的推移改變其結(jié)構(gòu)的過(guò)程，通常由濕度、熱量或微波能等環(huán)境因素觸發(fā)。
從變身為新形狀的甜甜圈到隨時(shí)間變化顏色的餅干，4D 打印食品目前令人興奮的原因在于其新穎性，而且這項(xiàng)技術(shù)有潛力幫助吞咽困難患者。
可用于4D打印食品的材料主要有巧克力、面粉、水果蔬菜混合物、大豆分離蛋白和凝膠類(lèi)原料，已經(jīng)可以與多種烹飪工藝相結(jié)合制作美味佳肴，如利用巧克力凝膠制作的可綻放的花朵。
貝扎爾藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院畢業(yè)生Meydan Levy利用4D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)了五種可食用的人造水果，里面充滿(mǎn)了營(yíng)養(yǎng)，旨在養(yǎng)活不斷增長(zhǎng)的人口。其中包括打印的纖維素皮，里面填充了多種維生素和礦物質(zhì)的混合物，也可謂是一大創(chuàng)舉。
可以發(fā)現(xiàn)，4D相比3D更具有趣味性，可以實(shí)現(xiàn)3D打印無(wú)法實(shí)現(xiàn)的懸浮結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)食客和食品原料之間的互動(dòng)。此外4D打印食品更加實(shí)用，可以降低成本和運(yùn)輸空間。3D打印食品不適合干燥，而4D打印有利于控制干燥過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化，用于制作一些健康的零食。
4D打印食品技術(shù)仍處于研究階段，全面實(shí)現(xiàn)商業(yè)化仍然需要進(jìn)一步的研究與開(kāi)發(fā)。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出幾種可直接用于廚房烹調(diào)的4D打印食品，如巧克力制成的甜品以及玉米淀粉類(lèi)制成的玉米餅和煎餅等。這些4D打印食品可以實(shí)現(xiàn)在一定外界刺激下自發(fā)變形，并且產(chǎn)品外觀更加精致。
談到5D，就要涉及到很多人的知識(shí)盲區(qū)了。其實(shí)現(xiàn)在有很多科研院所已經(jīng)開(kāi)啟5D的應(yīng)用研究。
5D食品打印技術(shù)于2016年問(wèn)世，相比4D更顯高級(jí)。5D打印使物體能夠從5個(gè)軸打印，而不是在3D打印技術(shù)中僅從三個(gè)軸(X、Y和Z)打印。
在食品領(lǐng)域，5D打印能夠以更少的材料生產(chǎn)最復(fù)雜、最曲面的食品結(jié)構(gòu)，并提高強(qiáng)度以在運(yùn)輸過(guò)程中保持其獨(dú)特的形狀，這是3D打印技術(shù)無(wú)法做到的。5D打印亦可以打印任何填充類(lèi)型和填充密度的食品材料，同時(shí)保持打印后的產(chǎn)品形狀，有利于制造不同質(zhì)地的食品來(lái)滿(mǎn)足各種消費(fèi)者喜好。此外，5D打印使打印頭和打印床能夠自由移動(dòng)，有助于制造邊緣光滑彎曲的食品，使產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者更具吸引力。
6D打印是迄今為止最為前沿的打印技術(shù)。鑒于它已經(jīng)超出大多人的理解力，我們這里僅從官方概念中做一下粗淺了解。
6D打印技術(shù)在2021年被首次提出，目前還尚未應(yīng)用于任何領(lǐng)域。6D打印技術(shù)源于4D和5D打印技術(shù)的結(jié)合。6D打印物體可以被認(rèn)為是在刺激條件下使用FDM技術(shù)和智能材料的五軸打印機(jī)的產(chǎn)物。
如前所述，4D打印能夠以更高的強(qiáng)度和更少的材料打印最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；5D打印能夠響應(yīng)刺激隨時(shí)間改變形狀、顏色或其他屬性，從而制造出比4D打印物體更堅(jiān)固、更有效的物體。融合兩者優(yōu)勢(shì)的6D打印就具有無(wú)與倫比的先天靈活性和復(fù)雜處理能力。由于其固有的加工靈活性，輔以適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，就可以大大減少材料的使用量和加工時(shí)間。
圖源：sciencedirect
02 從個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)到太空食品：“印”你所想
在一般公眾眼中，食品打印更像是一臺(tái)彰顯科技神威的精靈寶盒。巧克力、面條、肉類(lèi)......大多數(shù)日常食物都能在方寸之地被打印出來(lái)。然而，食品打印的志向絕不僅僅只是日常食物，其觸角早已伸向更多的創(chuàng)新領(lǐng)域，比如個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)定制、醫(yī)療健康、創(chuàng)意設(shè)計(jì)等。
個(gè)性化定制營(yíng)養(yǎng)食品
如今，“精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)”已經(jīng)逐漸成為食品健康產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)。隨著大眾健康飲食需求的升級(jí)和健康意識(shí)的普遍增強(qiáng)，個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)食品定制開(kāi)始受到市場(chǎng)追捧。
根據(jù)Markets and markets數(shù)據(jù)顯示，個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)2025年將增至164億美元。在國(guó)內(nèi)，國(guó)家衛(wèi)生健康委發(fā)布的《“十四五”國(guó)家臨床專(zhuān)科能力建設(shè)規(guī)劃》，將精準(zhǔn)醫(yī)療作為臨床專(zhuān)科能力建設(shè)的主要方向之一。
通過(guò)食品打印技術(shù)，可以根據(jù)個(gè)體的需求和健康狀況，定制營(yíng)養(yǎng)豐富、符合個(gè)人口味偏好的食品。例如，根據(jù)個(gè)人的營(yíng)養(yǎng)需求和口味選擇，制作出特定的蛋白質(zhì)酒精飲料、維生素補(bǔ)充劑等。
2020年，世界上第一個(gè)通過(guò) 3D 打印制造定制維生素的公司Melissa Snover 旗下Nourished品牌推出了定制維生素軟糖，每顆軟糖均采用創(chuàng)新的 3D 打印技術(shù)制成，可實(shí)現(xiàn)真正的定制，并將七種營(yíng)養(yǎng)素成分疊加在一起融入到產(chǎn)品中。這些個(gè)性化復(fù)合維生素軟糖還有助于改善消化、幫助減肥等，軟糖采用無(wú)塑料包裝單獨(dú)包裝，比常規(guī)藥片更容易吞咽。
圖源：Nourished
Open Meals 旗下Sushi Singularity 餐廳是一家在東京開(kāi)業(yè)的日本餐廳，旨在通過(guò) 3D 打印餐食徹底改變壽司的餐廳飲食體驗(yàn)。如果想要吃到定制壽司，則需要提前預(yù)定，預(yù)定完成后就可以收到健康檢測(cè)套件，提交樣品至餐廳進(jìn)行評(píng)估。到達(dá)餐廳你只需要坐在柜臺(tái)前，個(gè)人信息數(shù)據(jù)就會(huì)通過(guò)面部識(shí)別輸入計(jì)算機(jī)，餐廳以收集到的生物信息和 DNA 數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為每位客人的個(gè)性化壽司進(jìn)行編碼，再通過(guò) 3D 打印機(jī)和激光技術(shù)巧妙地生產(chǎn)出來(lái)。
老齡化正成為全球面臨的一項(xiàng)社會(huì)挑戰(zhàn)。在龐大的老年群體中，咀嚼或吞咽困難者需要食品開(kāi)發(fā)商給予更多關(guān)注。對(duì)于無(wú)法咀嚼的老年人選擇合適的紋理劑并借助3D 打印，就可以創(chuàng)造出視覺(jué)誘人的光滑食品，而這些食品也更容易吞咽。大多數(shù)為吞咽困難者設(shè)計(jì)的飲食往往以果泥和預(yù)搗碎的食物為基礎(chǔ)，寡淡樸素的口感難以激發(fā)食用者的食欲，而3D 打印食物則能復(fù)制真實(shí)食物的外觀和味道，并根據(jù)個(gè)人需求量身定制。
醫(yī)療健康
食品打印技術(shù)可用來(lái)制作適合特定疾病患者的醫(yī)療食品。例如，在牙科領(lǐng)域，可以使用可咀嚼的材料打印出適合牙齦和牙齒狀況的食品，幫助患者攝取營(yíng)養(yǎng)而不影響治療。
印度食品加工技術(shù)研究所 (IIFPT) 的科學(xué)家們正在使用 3D 打印技術(shù)將白藜蘆醇和姜黃素輸送到人體周?chē)?，因?yàn)樗鼈兒茈y被人體吸收。研究人員現(xiàn)已探索使用基于蜂蠟的 3D 打印中鏈甘油三酯 (MCT) 油凝膠作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的共同輸送載體。白藜蘆醇和姜黃素被稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)保健品，是一種聲稱(chēng)對(duì)健康有益的膳食補(bǔ)充劑。 研究人員表示，這兩種化合物的組合“經(jīng)過(guò)充分研究并被廣泛認(rèn)為是一種協(xié)同健康促進(jìn)劑”。
創(chuàng)立于2019年的新加坡初創(chuàng)公司 Craft Health 開(kāi)發(fā)出一種用于營(yíng)養(yǎng)保健品和藥品的 3D 打印技術(shù)，該技術(shù)不會(huì)使精細(xì)活性成分降解或者產(chǎn)生紫外線固化。該公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)由3D打印機(jī)、活性成分配方數(shù)據(jù)庫(kù)和技術(shù)硬件解決方案組成的平臺(tái)。打印一塊重量為100毫克的藥片大約需要10秒，可根據(jù)每臺(tái)平板電腦的大小或設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度來(lái)擴(kuò)大或縮小規(guī)模。
“為自己開(kāi)藥”已經(jīng)借助遠(yuǎn)程診療和個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)而已實(shí)現(xiàn)，而為自己生產(chǎn)藥物，讓普通人在看病治病這件事上擁有更大的主動(dòng)性和話語(yǔ)權(quán)，則全要拜3D打印技術(shù)所賜。這樣看來(lái)，3D打印實(shí)在是惠及億萬(wàn)民眾的科技創(chuàng)舉！
太空食品
食品打印技術(shù)在太空探索中同樣具有巨大潛力。通過(guò)將各種營(yíng)養(yǎng)成分和食材壓縮為粉末或液體形式，并利用食品打印機(jī)進(jìn)行制造，可以為宇航員提供更加多樣化和營(yíng)養(yǎng)豐富的食品選擇。
Aleph Farms 與俄羅斯實(shí)驗(yàn)室 3D Bioprinting Solutions 以及另外兩家英國(guó)公司合作。該合作伙伴在國(guó)際空間站上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，從活體動(dòng)物身上采集細(xì)胞，再將動(dòng)物細(xì)胞與生長(zhǎng)因子混合，形成“生物墨水”，供 3D 打印使用。然后打印機(jī)會(huì)創(chuàng)建多層細(xì)胞，這些細(xì)胞會(huì)長(zhǎng)成一塊肌肉組織，再?gòu)募∪饨M織長(zhǎng)成一塊牛排。
硅谷初創(chuàng)公司 BeeHex 已利用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)打印披薩。現(xiàn)在，預(yù)編程的機(jī)器人可以打印可食用、奶酪味、美味的披薩。這項(xiàng)發(fā)明由美國(guó)宇航局資助，旨在幫助宇航員在執(zhí)行任務(wù)時(shí)為自己選擇和生產(chǎn)美味食物。隨著載人火星探測(cè)任務(wù)實(shí)施的可能性越來(lái)越大，宇航員可能會(huì)在太空中度過(guò)更多時(shí)間。為了讓太空旅行者避免日復(fù)一日地吞咽凍干預(yù)包裝“太空食品”，美國(guó)宇航局決定開(kāi)發(fā)一種在太空烹飪的新方法。
可持續(xù)食品制造
可持續(xù)如今是全球關(guān)注的重要話題，其中，對(duì)于廢棄物的再利用，成為諸多創(chuàng)新技術(shù)瞄準(zhǔn)的領(lǐng)域，食品打印技術(shù)當(dāng)然也不例外。例如，使用植物基材料和可再生資源作為打印材料，就可以減少對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的依賴(lài)，降低環(huán)境影響。
豆渣是豆奶和豆腐生產(chǎn)過(guò)程中一種營(yíng)養(yǎng)豐富的食用副產(chǎn)品，盡管其膳食纖維和蛋白質(zhì)含量極高，但通常被丟棄或用于動(dòng)物飼料。2021年11月，新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)聯(lián)合南洋理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種無(wú)需食品添加劑即可3D 打印清潔標(biāo)簽豆渣零食的方法。研究人員從當(dāng)?shù)囟節(jié){供應(yīng)商那里收集到豆渣后，將其烘干、磨粉、篩分，在不添加任何食品添加劑的情況下，只加水配置成不同濃度的豆渣油墨，并進(jìn)行直接墨水書(shū)寫(xiě)3D打印。打印出的豆渣可以直接食用，也可以進(jìn)行蒸、烤、凍干等后序加工。
據(jù)悉，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)正在尋找其他可以利用的食品廢物，包括果皮、種子、啤酒槽等。相信不久的將來(lái)，3D打印的“新生”食物，將會(huì)喚起大眾對(duì)于廢物利用的更大熱情！
科技教育
食品打印技術(shù)可以應(yīng)用于教育領(lǐng)域，通過(guò)將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）原理與食品制作相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和興趣。同時(shí)，也可以用于制作藝術(shù)品、展覽品和活動(dòng)裝飾等，為人們帶來(lái)視覺(jué)和味覺(jué)上的雙重享受。
2022年8月30日，享有"數(shù)字面包房"美譽(yù)的洛杉磯食品3D打印公司Sugar Lab利用專(zhuān)利工藝與藝術(shù)進(jìn)行巧妙結(jié)合，制作出世界上最獨(dú)特的一組創(chuàng)意糖果。Sugar Lab是一家位于東洛杉磯的公司，專(zhuān)門(mén)從事 3D 打印食品。這家“數(shù)字面包店”由一群由建筑師轉(zhuǎn)型為設(shè)計(jì)師的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，專(zhuān)門(mén)從事精心設(shè)計(jì)的 3D 打印食品設(shè)計(jì)，范圍從糖果到蛋糕裝飾以及即將推出的巧克力甜點(diǎn)。 該公司還會(huì)在一些特殊節(jié)日設(shè)計(jì)個(gè)性化糖果甜點(diǎn)，并結(jié)合卡通人物及動(dòng)畫(huà)影片等進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)。
圖源：sugar lab
這些充滿(mǎn)藝術(shù)美感的科技作品，不僅是大眾認(rèn)知食品打印技術(shù)的最好物證，也是向青少年和青年學(xué)子們傳播科技思想、激發(fā)科學(xué)研究熱情的理想載體。
03 前路漫漫，挑戰(zhàn)與憧憬同在
食品打印技術(shù)確實(shí)能給我們帶來(lái)許多更新奇的體驗(yàn)，也勢(shì)必會(huì)迸發(fā)出更多創(chuàng)新趨勢(shì)。
然而，食品打印技術(shù)仍然存在很多負(fù)面評(píng)價(jià)。
的制造行業(yè)解決方案提供商Jabil在其發(fā)布的《2021年3D打印技術(shù)趨勢(shì)調(diào)查報(bào)告》中指出：從2017年到2021年，受訪的制造型企業(yè)對(duì)于3D打印技術(shù)的認(rèn)知有了較大變化。2021年，42%的人認(rèn)為前處理和后處理工序的成本是應(yīng)用3D打印時(shí)面臨的最大挑戰(zhàn)；而打印材料選擇受限和技術(shù)本身的局限性居于挑戰(zhàn)榜單的第2、3位。整體上看，與2017年相比，制造企業(yè)眼中的3D打印光環(huán)不再，阻力重重。
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法國(guó)北方高等商學(xué)院教授Sachin Kamble在《The Conversation》一文中闡述了食品打印技術(shù)仍需克服的障礙。首先是成分和產(chǎn)品本身的挑戰(zhàn)，比如食品結(jié)構(gòu)、食品設(shè)計(jì)、耗材成本及打印食品的保質(zhì)期等；其次來(lái)自打印機(jī)，打印生產(chǎn)速度、對(duì)食品的預(yù)處理及后處理、以及成本控制上都具有很多不確定性；最后在生態(tài)系統(tǒng)上，環(huán)境安全及勞動(dòng)力短缺也是需要考慮的問(wèn)題。
Foodaily認(rèn)為，從商業(yè)化的視角上看，食品打印最需要解決三個(gè)方面的困擾。第一是食品安全性。由于每件打印食品都可能被食用，所以需要在3D打印機(jī)上進(jìn)行嚴(yán)格的食品操作。必須證明食品材料通過(guò)設(shè)備整個(gè)路徑的安全性，而這通常極為困難。 此外，打印食品的保質(zhì)期如何明確測(cè)定，也是一個(gè)令人擔(dān)憂的問(wèn)題。
第二是成本問(wèn)題。目前3D打印機(jī)和材料價(jià)格還比較昂貴。雖然具體制作時(shí)間會(huì)因打印機(jī)和食物而異，但整體來(lái)說(shuō)仍然非常耗時(shí)。打印一個(gè)簡(jiǎn)單的六層設(shè)計(jì)可能需要7分鐘，更精細(xì)的模型則需要耗費(fèi)40分鐘以上，這會(huì)嚴(yán)重阻礙食品打印技術(shù)的工業(yè)化發(fā)展。
第三是打印材料偏少導(dǎo)致的產(chǎn)品口感單一。目前應(yīng)用于食品打印技術(shù)的食材還比較少，只有巧克力、面糊、肉類(lèi)和部分果蔬可用，難以滿(mǎn)足大多數(shù)人的需求。另外，還需要開(kāi)發(fā)更多在風(fēng)味、顏色、大小、粘度上滿(mǎn)足需求的功能性食材。未來(lái)，對(duì)打印原料的研發(fā)廣度和深度將決定打印技術(shù)走向市場(chǎng)的速度。
生態(tài)環(huán)境可持續(xù)一直是全人類(lèi)共同追求的目標(biāo)，食品安全和污染是任何創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展中都需要正視的問(wèn)題。食品供應(yīng)鏈中的每個(gè)利益相關(guān)者都必須具備足夠的食品可追溯性、非接觸式共享和實(shí)時(shí)信息共享系統(tǒng)的能力，遵守嚴(yán)格的食品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并避免污染。在食品打印邁向工業(yè)化的進(jìn)程中，則需要格外注重安全與環(huán)境污染問(wèn)題。
04 總結(jié)
2015年兩會(huì)上，“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略對(duì)外公布。其中，食品3D打印技術(shù)被列為重要分項(xiàng)。8年后的今天，各類(lèi)打印食品不斷上市，正在悄悄改變我們未來(lái)的飲食方式。
需要看到，即便是在起步較早的歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，食品打印技術(shù)依然仍處于從實(shí)驗(yàn)室向商業(yè)化探索的階段，并未跑出可以被大眾廣泛接受，且擁有一定市場(chǎng)滲透率的產(chǎn)品和品牌。
然而，在人造食物、數(shù)字烹飪、個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)等市場(chǎng)趨勢(shì)的推動(dòng)下，食品打印技術(shù)必將持續(xù)加速向前。
也許在不久的未來(lái)，“一機(jī)在手，吃遍全球”，不再是夢(mèng)想......
參考資料：
1、科技與食品相結(jié)合，3D打印食品你聽(tīng)過(guò)嗎？，第一推動(dòng)力
2、關(guān)于3D打印食品：需要知道的一切，3D打印科技
3、3D打印出來(lái)的食物，你愿意嘗嘗嗎？世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)
4、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)孔保華教授等：4D打印技術(shù)在食品加工領(lǐng)域的研究進(jìn)展，食品放大鏡
5、食品3D打印 頭豹詞條報(bào)告系列 2023/8