机械工程师探索3D打印的厨房用途-世界焦点

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采用三维 (3D) 打印机、激光或其他软件驱动过程的烹饪设备可能很快就会取代烤箱、炉灶和微波炉等传统烹饪设备。但是，人们是否愿意在厨房柜台上使用3D打印机 - 即使是像高端咖啡机这样设计精美的打印机 - 来校准他们保持健康所需的确切微量和大量营养素?3D食品打印会改善我们滋养自己的方式吗?将这种技术商业化需要克服什么样的障碍?

哥伦比亚大学的机械工程师正在努力在Hod Lipson教授的创意机器实验室中应对这些挑战。在npj Science of Food今天发表的一篇新的Perspectives文章中，主要作者Jonathan Blutinger，实验室的博士后研究员，探讨了这些问题以及更多问题，与佩斯大学营养与营养学的Christen Cooper教授讨论了3D打印食品技术的优缺点，3D打印食品与我们吃的“正常”食品相比如何，以及我们厨房的未来景观。

自2005年Lipson的实验室首次引入食品印刷技术以来，食品印刷技术就已经存在，但迄今为止，该技术仅限于少量未煮熟的成分，导致许多人认为菜肴不那么开胃。Blutinger的团队通过打印由七种成分组成的盘子，使用激光原位烹饪，从而打破了这一限制。对于这篇论文，研究人员设计了一个3D打印系统，用可食用的食品油墨(包括花生酱，花生酱和草莓酱)构建芝士蛋糕。作者指出，多层食品的精确打印可以生产出更多可定制的食品，提高食品安全性，并使用户能够更轻松地控制膳食的营养成分。

“由于3D食品打印仍然是一项新兴技术，它需要一个支持行业的生态系统，如食品卡带制造商，可下载的食谱文件以及创建和共享这些食谱的环境。它的可定制性使其特别适用于植物性肉类市场，其中质地和风味需要精心配制以模仿真正的肉类，“Blutinger说。

为了展示3D食品打印的潜力，该团队测试了各种芝士蛋糕设计，包括七种关键成分：全麦饼干，花生酱，花生酱，香蕉泥，草莓酱，樱桃毛毛雨和糖霜。他们发现，最成功的设计使用全麦饼干作为蛋糕每一层的基础成分。花生酱和花生酱被证明最适合用作支撑层，形成“池”来容纳较软的成分：香蕉和果酱。多成分设计演变为多层结构，遵循与建筑架构类似的原则;需要更多的结构元件来支持更柔软的基材，以实现成功的多成分分层印刷。

“我们对加工食品的低营养价值存在巨大问题，”库珀说。“3D食品打印仍将生产加工食品，但也许一线希望是，对于某些人来说，更好地控制和定制营养 - 个性化营养。它还可能有助于使食物对吞咽障碍患者更具吸引力，方法是用这些患者(仅在美国就有数百万人)所需的泥状质地食物模仿真实食物的形状。

激光烹饪和3D食品打印可以让厨师在毫米尺度上定位风味和质地，以创造新的食物体验。有饮食限制的人、幼儿的父母、疗养院营养师和运动员都会发现这些个性化技术在计划膳食时非常有用和方便。而且，由于该系统使用高能量目标光进行高分辨率定制加热，烹饪可以变得更具成本效益和可持续性。

“该研究还强调，由于食物"组装"的方式不同，印刷食品菜肴可能需要新的成分成分和结构，”利普森说。“收集数据、建模和优化这些流程仍然需要做很多工作。

Blutinger补充说：“而且，在大流行之后，随着对食品安全的更加重视，人工处理较少的食品可以降低食源性疾病和疾病传播的风险。这对我们所有人来说似乎都是一个双赢的概念。