摘要：自3D打印机进入消费市场以来，人们就开始用它来制作食物。尽管已经出现了一些专门设计的3D食品打印机，但3D打印食品仍主要局限于高端厨师和商业厨房的领域。在自家厨房台面上打印食物的日子可能还很遥远，但这种做法一直在为太空旅行、可持续发展和个性化营养领域开辟新的可能性。一些美食爱好者甚至认为，3D打印机和昆虫蛋白可以相辅相成。

食品级3D打印机如今已能制作从素食鱿鱼圈到定制糖果和精致糕点等各种食物。

但我们要用厨房台面上的食品打印机取代锅碗瓢盆，还需要多久呢？

3D打印食品近来取得了多项里程碑式进展，但其近期的应用场景主要集中在几个特定领域，包括高端美食、高精度糖果制作以及工业化食品生产。

尽管如此，研究人员仍在不断突破这项技术的边界，希望能解决可持续发展、老年人与病人照护乃至太空旅行等领域的关键挑战。

什么是3D打印食品？

你可能听说过3D打印，有时也被称为增材制造。从最基础的层面来说，它指的是这样一个过程：一种通常由塑料制成的“墨水”被分层挤出，从而构建出一个物体。这项技术自20世纪80年代就已存在，在过去四十年间，多种方法应运而生，使得金属、陶瓷等不同材料得以应用，墨水的挤出方式也更加多样。

这项技术同样可以应用于食品领域。最常见的方法是挤出泥状食材，通过传感器和喷嘴来评估原料的稠度和黏度。这有点像厨师用裱花袋挤蛋糕糖霜，但还有其他实现方式。

另一种方法称为黏合剂喷射打印，是将水或糖浆等液体喷洒到糖粉或淀粉基底上。通过逐层添加粉末和液体，构建出非常精细的结构，比如甜点上华丽的装饰。还有一种新兴技术叫做生物打印，是用实验室培养的活细胞来打印合成牛肉或鱼肉等肉类产品。

现在有些3D打印机能在打印的同时烹饪食物，但大多数情况下，食材仍需要在打印前或打印后进行烹制。

虽然有些爱好者会改造现有的3D打印机用于食品制作，但也有专门为食品设计的打印机。不过，这类打印机大多售价超过1500美元，主要面向那些希望制作出极具视觉冲击力且造型精准的作品的精英厨师。

3D打印食品可行，但真的应该推广吗？

3D打印食品最早出现在21世纪初，当时一些爱好者使用通用型3D打印机进行尝试。到了2010年代，随着更先进的系统问世（能够实现多种食材的分层打印），这项技术引发了广泛关注。从那以后，已有几家初创公司获得了数亿美元的投资。尽管如此，对大多数人来说，3D打印食品的概念仍然相对新鲜，而且它在广泛普及的道路上还面临着不少障碍。一方面，很多人其实喜欢烹饪本身。此外，根据联合国粮农组织的一份报告，3D打印食品在制作时间上并没有多大优势：一个简单的作品可能需要约7分钟完成，而更复杂的作品则每件需要长达45分钟（https://agris.fao.org/search/en/providers/125173/records/67497cfd7625988a37226e00）。

虽然一些民调显示人们对3D打印食品的看法正逐渐好转，但许多消费者仍持怀疑态度。

值得一提的是，我们询问了几位IEEE会员是否会吃3D打印食品，他们都表示至少愿意尝试一下。

IEEE会员Cleber Zanchettin说：“如果食材质量高，制作过程安全，那就没有理由不尝试。我对它的口感和味道很好奇。其定制潜力令人兴奋，比如可以打印出一种零食，其糖分和维生素含量完全符合我的偏好和需求。”

不过，也有一些人态度更为谨慎。

IEEE高级会员Cristiane Pimentel说：“只有当我有某种饮食限制，而这种3D打印食品能够弥补营养不足或解决相关问题时，我才会吃。”

3D打印食品改变我们饮食方式的6种可能

尽管在这一食品领域的发展举步维艰，但支持者仍在不断突破创新。原因如下：

食品废弃物处理：一些项目已在探索将食品废弃物转化为3D打印食品原料的方法。反过来，这些废弃物还有可能被转化为生物塑料，用于制造消费品。

可持续性：实验室培育肉已在全球部分地区获得监管批准，这或许有助于减少畜牧业养殖对环境造成的重大影响。

个性化营养：一些支持者期望3D打印食品能让人们根据自身独特需求定制饮食。

更优营养：许多零食的营养价值极低。而3D打印零食可能会改变这一现状，因为其原料可以包含蛋白质、维生素或纤维等富含营养的成分。

太空旅行：美国国家航空航天局（NASA）开展了多个项目，探索利用3D打印机为长途太空旅行提供食物。在太空中，新鲜食物是奢侈品，而且食物中的水分会增加额外重量。但由于航天器能够回收和循环利用水，宇航员可以使用经复水的粉状宏量营养素（如蛋白质和碳水化合物）作为 “打印原料”。

新型蛋白质来源：昆虫曾是人类饮食的一部分，但如今并不常见。它们可以成为宝贵的蛋白质来源。一些创新者已在探索将昆虫蛋白转化为粉末，再打印成更具吸引力的形状。

虽然这些应用单独来看都无法重新定义我们的饮食方式，但综合起来，它们暗示着一种更广泛的转变 —— 3D打印食品将成为更庞大解决方案生态系统的一部分。

Zanchettin表示：“3D食品打印可能是解决饥饿和食物浪费问题的一种创新方法。然而，它无法单独解决这些问题。在综合解决方案中，它可以发挥战略性作用，补充可持续农业、营养教育和改进的食品物流。”

了解更多：有记载的最早将3D打印机用于食品的案例之一，是一个获奖的高中科学展项目。如果您想为激励下一代贡献力量，可以查看IEEE TryEngineering，该平台为本科预科学生和教育工作者提供了涵盖从人工智能到3D打印等多个专业领域的资源：https://tryengineering.org/。