食品3D打印的发展及挑战

    2.3 食品3D打印的发展

    普遍认为，3D食品打印机有助于利用全新食材便捷地制作非传统食品，它会对人类今后的食物和饮食习惯产生深远的影响。

    (1)它使人们的太空旅行梦想变得更近了。为了能在太空中进行更广阔的遨游，就必须在太空飞船上储备足够的食物，而运输的成本又决定了这些食物不能超重且不能占据太多的空间。3D食物打印可以使宇航员拥有一个超级浓缩的厨房，有效地节省太空舱的有限空间，可以辅助人类完成更具挑战性的太空探索任务。例如，美国宇航局曾向3D打印机厂商系统与材料研究公司(SMRC)提供一笔为期6个月的12.5万美元资金，要求其研制一种通用型食物合成器。

    (2)3D食物打印为缓解今后粮食可能不足的难题提供了一种解决方案。根据美国人口调查局和联合国人口基金会的预计，全世界人口将在未来数十年持续增长，这意味着未来粮食供应不足的问题将更加严峻。3D食物打印有可能从人类目前不太食用的物质中提取出需要的营养成分，然后利用3D打印技术制作出新的食物。例如，荷兰的相关组织正在设想从藻类、甜菜叶及昆虫这些可持续资源中提取营养成分进行3D打印。

    此外，3D食物打印能够满足人们丰富多彩的个性需求，不仅可根据不同年龄段制订个性化的营养配方，而且还可使3D食物打印成为懒人和特殊人群的果腹之道。

    2.4 食品3D打印的应用前景

    中国目前3D打印虽然还处于产业化的初级阶段，但行业发展形势良好，在设备、材料、软件等核心领域可以不同程度实现自给，在文化创意、工业及生物医学等领域得到应用。3D打印是一个发展快速且市场潜力巨大的新兴行业。据世界3D打印技术产业联盟秘书长、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军预测，未来3～5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期，如果推进顺利，到2016年产值将达百亿元人民币。

    随着3D打印技术的不断成熟和完善，以及越来越多的消费者对3D食品打印的好奇和热衷，3D食品打印技术有望走入消费者的日常生活，同时也有可能帮助人类解决未来即将面临的食品危机。胡迪·利普森等认为，利用3D食品打印技术未来可以实现自身量化饮食，如糖尿病患者可以上传血糖数据，然后用软件计算出下一餐的营养均衡食谱，并将食谱发送给厨房里的3D食品打印机，实现合理饮食，再也不必担心饮食不合理带来的肥胖困扰。同时，数字烹饪技术还可以烹饪出传统烹饪技术无法得到的口味以及形状；可以将食品3D打印技术和3D扫描技术相结合，制作出更加具有特色的新产品，例如可以扫描并打印出带有新郎、新娘头像的糖果、巧克力等礼品用以赠送亲友。

    2.5 食品3D打印面临的挑战

    虽然3D食品打印技术已取得了初步的成功，但要得到更广泛的推广应用，还需克服几项挑战：

    (1)安全性：因3D食品打印机打印出来的每件产品都是用来食用的，必须保证其安全性。因此，必须保证3D食品打印机的各个技术环节以及打印所选用的相关食材都是安全的。

    (2)成本和速度：3D食品打印效率低，成本相对较高，批量化、规模化生产受到限制，这与普通食品生产方式相比存在不小的劣势。但这一劣势会随着劳动力成本的不断攀升而消失；另外，在一些个性化、造型复杂的食品生产中，3D打印成本反而会更低。

    (3)口感：3D食品打印机打印出来的产品必须味道适宜，才能被大众所接受。因此，如何保证各类食材在穿过机器之后，仍能满足人类的味蕾，将是食品科学家们考虑的另一个重要问题。

    (4)材料的限制：3D打印适合打印液体、糊状或粉状的食材，这就必须将人类通常食用的鱼、肉、蔬菜等食材变成糊状才能实施打印。目前仅适应以浆料状等原料打印的食品，如糕点、糖果等，餐桌上的绝大多数菜肴还难以打印出来，这无疑会限制食品3D打印的应用。

    除此之外，面对打印出来的食物是否可以放心食用的疑问，还需解决或打破大众的心理障碍，使得更多的消费者愿意接受3D打印的食物。

    上述困难并未影响3D打印研究者和愿意采用新技术制作美食的美食家对3D食品打印的大胆构想和尝试。马塞洛·科埃略和杰米·英根伯领导的团队创造了“科纳科皮亚”概念，为未来家庭构思了4款打印机，分别是数字巧克力机、数字加工器、机器人厨师和专业搅拌器等。

3 结语

    随着食品3D打印的快速发展，各种各样的食品3D打印机将逐渐开发出来。未来蛋糕店的蛋糕将不是由糕点师手工制作，而是由3D打印机打印出来的，这在劳动力成本越来越高的今天将极具吸引力。未来3D食品打印机将真正走进厨房，并与网络连接，人们“下班前发出指令消息，回家后享用美味晚餐”的美好设想终将变为现实。