3D食品打印的倡导者认为，3D打印在食品个性化和可持续性方面都有广泛的机会。

 

据估计，到2025年，3D食品打印市场的价值将超过4.32亿美元。消费者对个性化和便利性的需求日益增长，可能会刺激这一市场的发展。预计亚太地区将是全球这一领域增长最快的地区。

 

3D食物打印的工作原理基本上是“打印”出堆叠式的食物选择，以形成一个可食用的3D物体。

 

自然机器联合创始人和CMO Lynette Kucsma表示：“想想像普通喷墨打印机一样的2D打印机，想象一下，如果纸卡住了，被印出来的字在同一个地方反复印了很多次，所以墨层就开始堆积，越积越厚，所以你最终会有一个3D的字，这就是3D打印的工作原理。”

 

“对于3D食物打印来说，过程是一样的，只不过我们不是用墨水，而是用食物来打印。”

 

总部位于巴塞罗那的Natural Machines公司是3D打印机Foodini的发明者，该公司声称Foodini是“第一台真正的食物3D打印机”，而目前的3D打印机产品大多受到原料加工的限制。

 

该公司表示：“许多其他食品打印机专注于少量可打印的成分，例如，打印机只专注于巧克力或糖。我们的开放式胶囊模式意味着消费者不局限于可打刷的原料的数量，而且可以适应多种口味。”

 

Kucsma的观点与一般的观点相反，在3D打印中，并不一定要只使用食物泥，尤其是在使用Foodini的时候。

 

她说:“这很常见，但不是强制要求——我们也可以用普通的碎牛肉、蒸粗麦粉等做食物的纹理。”

 

个性化很重要。使用3D打印机，消费者可以“精确地控制打印产品以及使用的食物，营养状况也可以定制，而不是从超市获得一刀切的产品。

 

“我们还与食品制造商合作，希望摆脱通用的一刀切式供应模式，能够为个人消费者定制食品。”

 

Natural Machines在中国北京也有一个办事处，这反映了该公司对中国和亚太地区3D食品打印市场潜力和增长的信心。Kucsma说:“亚太地区的消费者更愿意使用和尝试新技术，所以这里的兴趣水平很高，‘恐惧因素障碍’也较少。”

 

尽管如此，她也强调了该地区存在一些独特的挑战，包括许多人认为“3D食品打印”是指在亚太地区常见的塑料食品模型的打印，而不是实际的食品打印。

 

3D打印和超个性化

 

日本3D打印公司OpenMeals根据消费者的DNA和其他物理信息生产超级个性化的寿司，其理念也不同于传统的食物纯化和打印。

 

在这里，它是基于打印出凝胶形式的“像素”，然后结合使用来自其数字食品平台FoodBase的数据来生产目标食品，该公司的目标是形成一个“世界食品的集合”。

 

这些食物是寿司之一,基于公司的“寿司传送”的概念,只是扫描和输入数据的一个特定的寿司，会支持重新创建相同的寿司。

 

“为了忠实地重现食品数据，我们正在申请专利的像素食品打印机使用一种特殊的内部机制来生成一个无穷小的凝胶像素。”OpenMeals通过其网站声明。

 

“每个像素在味道、颜色、质地和营养成分上都不同。通过将像素与机械臂相结合，还可以产生详细的颜色、纹理和营养成分。通过控制像素数据库的大小，我们试图重现更精确的食物数据。”

 

“我们也可以设计和创造出我们想要的食物，极大地扩展了食物的可能性。”

 

OpenMeals发布在网站上的Pixel 3D打印机原型计划是一件外观复杂的机器，内置多层控制颜色、味道、营养、均匀性等。

 

欧盟自动化主管Jonathan Wilkins表示，OpenMeals的方法有可能带来多种好处。

 

“OpenMeals正在开发与数字连接的寿司，这是智能打印食物的一个例子。这将为每个消费者创造独特的、营养有益的和生物特征匹配的食物。”

3D打印在植物基肉类领域的应用

 

根据研究公司GlobalData的数据，在以植物为基础的肉类行业，食品公司通常使用一种被称为挤压机的机器，这种机器可以使产品具有固定的横截面形状和大小，通常不允许生产更多纤维状或肌肉状的肉类。

 

分析师表示，另一个主要缺点是，原料中贴有“不健康”标签，如大豆和小麦,但3D打印技术也许是一个可能的解决方案来解决这个，允许使用更多的“纤维”选项,例如豌豆蛋白和大米蛋白。

 

3D打印公司正在解决一个问题，他们可能在完善技术时并不知道这个问题的存在。这些公司现在发现，他们的技术可以帮助植物性食品制造商生产出更好的产品。这是一种更实用、可能更快推向市场的设备。

 

以细胞为基础的肉的3D打印

 

据以色列3D食品打印初创公司Redefine Meat称，替代肉类行业依赖模拟技术来开发和生产它们，与快速增长的需求相比，创新的速度和采用率都相形见绌。

 

该公司正在引进一个技术平台，吸引“灵活素食者”或“有意识的食肉者”，这些人试图减少他们的肉类消费。该技术基于其3D肉类打印技术，结合了3D肉类建模、食品配方和食品打印技术。

 

该公司的目标是提供一种新型的复合基质“肉”，根据该公司的说法，它的技术可以打印牛排、烤肉和炖肉，对环境的影响小95%，而且100%是植物性的。

 

该公司今年9月筹集了600万美元，用于开发3D肉打印机，计划于2020年发布。其CEO和联合创始人Eshchar Ben-Shitrit说:“我们的目标不仅仅是开发一种新的食品，而是引进一种新的技术来开发、生产和扩大替代肉类产品。”

 

3D打印可持续性

 

3D打印对食品行业的另一个重要吸引力是它为可持续发展做出贡献的能力。食品科技公司Upprinting Food是这一努力的缩影，它利用面包、水果和蔬菜等食物残渣、垃圾来制作可以3D打印的食谱。

 

Upprinting food的创始人Elzelinde van Doleweerd表示:“我们基本上使用的是普通的3D打印流程，但重点是用当地超市的食物垃圾来做浓汤，用3D打印技术打印出来，然后相应地烘焙。”

 

到目前为止，该公司已经用剩下的水果、蔬菜、香料和面包来制作“新食物”，尤其是那些因为变黑或枯萎而不那么美观但仍然可以食用的食物。

 

他说:“人们正在以这种方式寻找可持续的食品和新的创新，所以即使这些食品是由食物垃圾制成的，也没有使他们失去兴趣。”

 

食品制造

 

除了打印实际的食品外，这项技术在解决食品制造设备方面也显示出了巨大的潜力。

 

与此同时，食品包装和加工巨头利乐公司的亚太服务数字转型经理Somashekar Ganganna指出, 3D打印有可能解决由于缺少备件而导致的机器长时间停机的问题。

 

Ganganna说:“这尤其适用于位于偏远地区的食品生产和加工设施的工厂。如果在这些偏远地区没有库存，可能需要很长时间，甚至几个月的时间才能获得一台机器备件，这意味着机器出故障的时间很长，这将影响生产率。如果3D打印可以在这里使用，这将意味着相关的备件可以直接在现场打印，节省运输时间、成本和停机时间。”

 

尽管如此，他承认，考虑到这项技术目前的成本，达到这个阶段肯定还需要一些时间。“目前仍相当昂贵，但我们正在研究未来的潜力和可能性。”

 

未来是什么样子的呢?

 

除了3D打印，一些公司已经把目光投向了更遥远的未来，这就是所谓的4D打印。

 

Wilkins指出：“在4D打印方法中，3D打印过程中使用了变形或可变材料，这意味着一旦物体被打印出来，它就可以在特定条件下转换成不同的东西。”

 

在食品中，4D打印的一个应用实例是将食物制作成扁平的或脱水的，以减少包装、运输或储存成本，然后在适当的条件下“转化”，创造出成品食品。

 

为了实现这一目标，可食用的智能材料层被整合到食品中，在必要的条件下进行预先设计和程序反应。

 

这在美国有个案例，用的是意大利面。麻省理工学院(MIT)的Tangible Media Group开发了二维打印的意大利面形状，当它与水和热接触时，会发生反应并折叠成各种形状。

 

这种意大利面是预先编程的，用可食用纤维素条覆盖在一层明胶上，将其转变成各种形状。通过使用智能材料，打印出来的产品能够在没有外部干预的情况下，在精确的条件下以特定的方式做出反应。

 

4D打印的使用已经被纳入食品行业。有了它，诸如减少包装、运输和储存的需求，以及为消费者提供真正个性化的食品等好处就越来越有可能实现。