摘要：自3D打印機進入消費市場以來，人們就開始用它來制作食物。盡管已經出現了一些專門設計的3D食品打印機，但3D打印食品仍主要局限于高端廚師和商業廚房的領域。在自家廚房臺面上打印食物的日子可能還很遙遠，但這種做法一直在為太空旅行、可持續發展和個性化營養領域開辟新的可能性。一些美食愛好者甚至認為，3D打印機和昆蟲蛋白可以相輔相成。

食品級3D打印機如今已能制作從素食魷魚圈到定制糖果和精致糕點等各種食物。

但我們要用廚房臺面上的食品打印機取代鍋碗瓢盆，還需要多久呢？

3D打印食品近來取得了多項里程碑式進展，但其近期的應用場景主要集中在幾個特定領域，包括高端美食、高精度糖果制作以及工業化食品生產。

盡管如此，研究人員仍在不斷突破這項技術的邊界，希望能解決可持續發展、老年人與病人照護乃至太空旅行等領域的關鍵挑戰。

什么是3D打印食品？

你可能聽說過3D打印，有時也被稱為增材制造。從最基礎的層面來說，它指的是這樣一個過程：一種通常由塑料制成的“墨水”被分層擠出，從而構建出一個物體。這項技術自20世紀80年代就已存在，在過去四十年間，多種方法應運而生，使得金屬、陶瓷等不同材料得以應用，墨水的擠出方式也更加多樣。

這項技術同樣可以應用于食品領域。最常見的方法是擠出泥狀食材，通過傳感器和噴嘴來評估原料的稠度和黏度。這有點像廚師用裱花袋擠蛋糕糖霜，但還有其他實現方式。

另一種方法稱為黏合劑噴射打印，是將水或糖漿等液體噴灑到糖粉或淀粉基底上。通過逐層添加粉末和液體，構建出非常精細的結構，比如甜點上華麗的裝飾。還有一種新興技術叫做生物打印，是用實驗室培養的活細胞來打印合成牛肉或魚肉等肉類產品。

現在有些3D打印機能在打印的同時烹飪食物，但大多數情況下，食材仍需要在打印前或打印后進行烹制。

雖然有些愛好者會改造現有的3D打印機用于食品制作，但也有專門為食品設計的打印機。不過，這類打印機大多售價超過1500美元，主要面向那些希望制作出極具視覺沖擊力且造型精準的作品的精英廚師。

3D打印食品可行，但真的應該推廣嗎？

3D打印食品最早出現在21世紀初，當時一些愛好者使用通用型3D打印機進行嘗試。到了2010年代，隨著更先進的系統問世（能夠實現多種食材的分層打印），這項技術引發了廣泛關注。從那以后，已有幾家初創公司獲得了數億美元的投資。盡管如此，對大多數人來說，3D打印食品的概念仍然相對新鮮，而且它在廣泛普及的道路上還面臨著不少障礙。一方面，很多人其實喜歡烹飪本身。此外，根據聯合國糧農組織的一份報告，3D打印食品在制作時間上并沒有多大優勢：一個簡單的作品可能需要約7分鐘完成，而更復雜的作品則每件需要長達45分鐘。

雖然一些民調顯示人們對3D打印食品的看法正逐漸好轉，但許多消費者仍持懷疑態度。

值得一提的是，我們詢問了幾位IEEE會員是否會吃3D打印食品，他們都表示至少愿意嘗試一下。

IEEE會員Cleber Zanchettin說：“如果食材質量高，制作過程安全，那就沒有理由不嘗試。我對它的口感和味道很好奇。其定制潛力令人興奮，比如可以打印出一種零食，其糖分和維生素含量完全符合我的偏好和需求。”

不過，也有一些人態度更為謹慎。

IEEE高級會員Cristiane Pimentel說：“只有當我有某種飲食限制，而這種3D打印食品能夠彌補營養不足或解決相關問題時，我才會吃。”

3D打印食品改變我們飲食方式的6種可能

盡管在這一食品領域的發展舉步維艱，但支持者仍在不斷突破創新。原因如下：

食品廢棄物處理：一些項目已在探索將食品廢棄物轉化為3D打印食品原料的方法。反過來，這些廢棄物還有可能被轉化為生物塑料，用于制造消費品。

可持續性：實驗室培育肉已在全球部分地區獲得監管批準，這或許有助于減少畜牧業養殖對環境造成的重大影響。

個性化營養：一些支持者期望3D打印食品能讓人們根據自身獨特需求定制飲食。

更優營養：許多零食的營養價值極低。而3D打印零食可能會改變這一現狀，因為其原料可以包含蛋白質、維生素或纖維等富含營養的成分。

太空旅行：美國國家航空航天局（NASA）開展了多個項目，探索利用3D打印機為長途太空旅行提供食物。在太空中，新鮮食物是奢侈品，而且食物中的水分會增加額外重量。但由于航天器能夠回收和循環利用水，宇航員可以使用經復水的粉狀宏量營養素（如蛋白質和碳水化合物）作為 “打印原料”。

新型蛋白質來源：昆蟲曾是人類飲食的一部分，但如今并不常見。它們可以成為寶貴的蛋白質來源。一些創新者已在探索將昆蟲蛋白轉化為粉末，再打印成更具吸引力的形狀。

雖然這些應用單獨來看都無法重新定義我們的飲食方式，但綜合起來，它們暗示著一種更廣泛的轉變 —— 3D打印食品將成為更龐大解決方案生態系統的一部分。

Zanchettin表示：“3D食品打印可能是解決饑餓和食物浪費問題的一種創新方法。然而，它無法單獨解決這些問題。在綜合解決方案中，它可以發揮戰略性作用，補充可持續農業、營養教育和改進的食品物流。

了解更多：有記載的最早將3D打印機用于食品的案例之一，是一個獲獎的高中科學展項目。如果您想為激勵下一代貢獻力量，可以查看IEEE TryEngineering，該平臺為本科預科學生和教育工作者提供了涵蓋從人工智能到3D打印等多個專業領域的資源。

關于IEEE

IEEE是世界上最大的技術專業組織，致力于推動技術進步，造福人類。通過其高引用出版物、各種會議、技術標準以及專業和教育活動，IEEE在航空航天系統、計算機和電信、生物醫學工程、電力和消費電子產品等眾多領域都倍受信賴。