蛋糕是一種古老的西點，一般是由烤箱制作的，因入口細嫩，甘香軟糯，深受年輕人的喜歡。你能想到某一天，手中捧著的蛋糕可能是3D打印出來的嗎？

什么是3D打印

所謂的3D打印，其實就是三維立體打印的技術。這種技術與傳統的打印技術相近，都需要使用打印機，而3D打印使用的則是三維立體打印機。與傳統打印不同，因有立體構型的需要，事先要用計算機輔助設計軟件創建三維模型，然后再把原料裝入機身，通過計算機的控制，用激光注射器將原料一層一層累積起來，最后將計算機上的藍圖變成實物。在整個過程中，計算機會自動計算每個步驟的尺寸和位置，從而確保制造之物的精準。目前，該技術已經應用于制造業、建筑業和航空航天等領域，食品加工領域也有所嘗試。

《npj·食品科學》雜志3月21日發表一篇文章，描述了3D蛋糕的制作過程。美國哥倫比亞大學研究團隊先是在計算機上設計出蛋糕的模型，并精確計算出不同配料的用量。然后以全麥餅干、花生醬、能多益巧克力醬、香蕉泥、草莓果醬、櫻桃淋醬和糖霜為原料，制作出了多種芝士蛋糕。

制作蛋糕會有食材限制嗎？

從原理來看，3D打印蛋糕的過程有些類似于建筑，建筑結構形式需要運用力學原理，基礎部分必須要穩固。以全麥餅干作為蛋糕每一層的基礎成分，花生醬和能多益作為支撐層形成坑洼以容納香蕉和果醬等較軟的成分最佳。

目前情況來看，3D打印技術雖好，但并不是所有食材都可以應用到蛋糕加工上來。一般來說，用于3D打印的原料必須是糊狀或半液態。這也就意味著要先將各種材料絞碎、混合、濃縮成漿，然后裝入到注射器中，材料會被加熱成可成形的形狀。常用的食材包括蔬菜泥、面糊、餅干、奶酪和糖果，果凍、糖霜、巧克力和水果泥等。當然，豆類蛋白、菌蛋白、植物基人造肉也可以在此技術上。而我們平時吃到的水果和堅果蛋糕，需要在蛋糕制作過程中放置上整顆或切塊后的新鮮水果和堅果，這卻是無法通過3D技術實現的。

圖片來自圖蟲網

而且，3D打印機并不能直接進行食物的烹飪，如果使用的原料為生冷，則待食物打印成型后，還需要加熱烹飪過程。因此，不耐加熱的食材也不適于使用該方法。

3D打印出來的蛋糕好在哪

3D打印技術在食品加工方面還是有很突出的技術優勢的。一是，可以做到量身定做。因能夠精確使用食材的數量，故而在控制蛋糕中營養、維生素和卡路里的多樣性和數量方面，3D打印食物可以做到精準的自由搭配、均衡營養。通過更改程序和原料，就可以打印出不同口感，質地、口味和外形的蛋糕。

二是，實現了化繁為簡，更易于重現。3D打印可以創建復雜的形狀，這些形狀要么無法手動復制，要么需要大量時間。分享食譜就像通過互聯網傳輸數字文件一樣簡單，所需要的只是相同的原材料、打印設置和兼容的打印設備。也就是可以批量制作出一模一樣的食物，而且不需要花費額外的成本，實現量產。

三是，整個操作過程中多為打印機操作，故而降低了人工成本，同時也降低了食物源傳染病等傳播的風險。

相信未來，3D打印技術還將應用于更多的食物加工過程中，保不準哪天您就可以親自嘗一下味道是否有所不同。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者：張宇

審核：吳懷宇（中科院自動化所 研究員）

出品：中國科協科普部

監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 星空計劃

內容資源由項目單位提供