3D打印在食品中的运用

陈殊慧

摘要

3D打印技术是一项新兴的快速成型技术，将计算机设计的三维数字模型分层，用3D打印机把粉末状或液状等可粘合材料按照“分层加工、堆叠成型”的方式生成产品。本文简要介绍了3D打印技术，重点阐述了这项技术在食品领域的发展状况，介绍了3D食品打印机和其制作的食物对老年人的帮助，并对该技术在食品领域应用的前景作出展望。

关键词：3D打印机；食品；健康；老年人

随着科学技术的发展，3D打印技术渐渐被人们所熟悉。3D打印是快速成型技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术[1]。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印机十分相似，这项技术也称为3D立体打印技术[2]。自1986年美国的科学家CharlesHull开发了第一台3D打印机以来，这项技术已经有30年的发展历史了，在这期间3D打印技术经历了从最初的萌芽到现在快速发展阶段巨大的变化，在医疗、教育、汽车、船舶、家电、服装、航空航天、工业设计、建筑工业、文物修复等领域的应用十分广泛。近些年来，3D打印技术逐渐进入食品的领域，让人们看到了3D打印技术与食品相结合所擦出的神奇的火花。

13D食品打印机

3D食品打印机是将3D打印技术和食品制造相结合而产生的一种机器，与普通3D打印机不同的地方在于它使用的打印材料是食物原材料和相关配料，所打印出来的东西是可以食用的。机器会按照输入的食谱，通过注射器上的喷头将食材均匀喷射出来，按照分层加工、堆叠成型的方式制作出立体的食物产品。

使用者能够自行决定所打印出来食品的形状、体积、高度等，除了能作出扁平的饼干，还能完成巧克力塔，甚至能在食物上制作卡通人物造型。

随着技术的不断发展，食品打印的材料越来越丰富，食材既可以是生的，也可以是熟的，甚至是冰冻的，将这些食材搅碎、混合、浓缩成浆或糊状。由于食材的不同，打印出的食品口感也各不相同。

23D打印食品为老年人解决难题

人类随着年龄的增长，身体健康指标逐渐下降，各个器官也逐渐老化，牙齿脱落、手脚不灵便等状况随之而来，而社会的发展也让人口老龄化这个问题更加突出。这些状况对生活中极其重要的一件事造成了不小的影响—吃饭。

人在吞咽食物之前需要需要将大块的食物咀嚼成很细的状态，这对于牙口不好甚至没有牙齿的老年人来说是个非常麻烦的问题，据统计已有60%的老年人存在咀嚼和吞咽问题，他们每天都在与吞咽作着斗争而，如果用3D打印技术制作食品将是这个问题最好的解决办法。3D打印食品运用的材料都是将食材搅碎后制成的糊状，部分打印出来的食物能够还达到“入口即化”的效果，食用过程中省去了“咀嚼”这一过程，可以直接吞咽。目前市场上已经有将食品原料液化并凝结成胶状物再将其打印成各种食物的打印机。而且因为入口的食物颗粒很小，非常容易下咽，对于老年人和部分有咀嚼困难或吞咽困难的人们来说，3D打印的食物是非常好的选择。

另一方面，大多老年人手脚变得不灵便，他们下厨做饭其实也是一件不容易的事，而且还有不小的安全隐患，而一台3D食品打印机将解决这些问题。用3D食品打印机帮助这些老人制作食物，他们只需要选择事先输入进打印机里的菜品，其他的烹饪过程都由3D打印机来完成，省时省力，没有了安全隐患，而且制作出的食物美味又美观。这不仅是对老年人，对于残障人士或那些不会做饭的人来说，用3D食品打印机做饭也是非常好的选择。

33D食品打印机的发展前景

通过对3D食品打印机的了解，可见3D打印技术在食品领域的发展空间是非常大的。随着科技的不断进步，在未来，3D打印技术将更加精密、更加智能、更加通用和便捷，而3D食品打印机也将因为体积更小，成本更加低廉，操作更加简便等特点被更广大的人群所接受。相信在未来，3D食品打印会在许多方面得到应用：

3.1制作太空食品

为了能让在太空工作的宇航员吃到种类多样、味道鲜美又营养丰富的食品，科学家们可没在这上面少下功夫。虽然目前的太空食品大都能做到这几个要求，但制作工艺十分复杂，并且菜色早已固定。如果说能让在太空生活的宇航员自己选择当天想吃的食物，相信这能他们给枯燥的太空生活增添了不少色彩。之前在2014年时美国就试着将设计制造的一台零重力3D打印机通过宇宙飞船送到了国际空间站，并且在宇宙零重力的的条件下完成了首次打印。相信让3D食品打印机进入太空为宇航员们制作食物也不会是太遥远的梦想。

3.2食品的“私人订制”

人们在每个年龄段所需要的营养不同，每个人喜好的口味也不一样。在未来，3D食品打印机通过对个人的数据分析，根据个人每天所需求的多少，调整食谱中的营养比例，量身打印食物，做到吃饭“私人订制”。还可以针对特殊人群打印具有特殊需求的食物，如糖尿病患者打印前上传自己的血糖数据，用相应的软件计算所需营养，制作菜谱，通过3D食品打印机打印出最适合患者的食物。或如肥胖症患者和想减肥但又控制不了嘴的人，用3D食品打印机打出低热量低脂肪的食物，既满足了嘴，又控制了热量。用这种方式就能够更科学地预防或缓解糖尿病、肥胖症和其他与饮食有关的病症了。还有一些不喜欢吃饭或某种食物的孩子，把所需要的营养换一种方式呈现在孩子面前。比如把米饭打印成零食的样子；不喜欢吃青菜？那就把青菜和其他食物混合，打印成孩子爱吃的东西，这样就解决了困扰着广大父母的一大难题。

3.3缓解食物浪费

在市场上你所买到的水果蔬菜，个个都光鲜亮丽，长相诱人，但那些长得不好看或者老了的呢？大多是被当做垃圾扔掉或者制成了肥料。若回收这些用到3D打印食物上，那就可以减少许多的浪费。在这方面3D打印有着巨大的优势：3D食品打印机所用的食材多为粉末，将这些不好看的食物粉碎，就可以用另一种样子回到人们的餐桌上。其次，若是将粉碎后的食物进行脱水处理，这样就能够避免食物在储存或运输的过程中因腐坏变质造成的浪费了，而且还极大地延长了食品的保质期。3D打印食品可根据个人的需要进行打印，这样也可以减少因吃不完而造成的浪费。另外3D打印食物所用的食材为粉，那完全可以无视食材原本的形态。也就是说那些能食用却因为口感不好不被人们当做食物的东西都可以成为食材。这也扩大了食物来源。美国甚至还有研究将昆虫作为材料用3D打印机打印食品来缓解全球食品危机的问题。

3.4减少对动物的过量捕杀

运用3D技术打印肉类，减少人们过量捕杀动物。例如打印出和鱼肉一样口感的合成肉，这样就可以缓解人们对某一片水域进行过度捕捞，也可以缓解在休渔期人们对鱼肉需求量不足的情况。