想象一下，您享用一顿三道菜的盛宴，从开胃菜到甜点，每一道菜都完全由3D打印和激光烹饪而成。哥伦比亚大学的研究人员将这一设想变为现实，他们制作了一顿完整的餐点，包括一款类似法式咸派的馅饼、一款花椰菜披萨和一款青柠派，这三款菜肴的口感都足以媲美传统烹饪方法。虽然3D食品打印技术已经取得了长足的进步，但如何实现逼真的口感仍然是这项技术面临的最大挑战之一。传统烹饪方法缺乏与增材制造精度相匹配的空间分辨率，因此难以像材料沉积那样精确地控制热量。
弥合3D食品打印中的纹理差距
该项目由乔纳森·布鲁廷格在哥伦比亚大学攻读机械工程博士学位期间主导，导师是霍德·利普森教授。据《哥伦比亚观察家报》报道，这项研究历时约六年，团队旨在探究烘焙过程能否达到与数字化制造相同的精度控制水平。这项研究汇集了哥伦比亚大学科研生态系统内多个学科的学生和工程师。
3D打印肉的例子（图片来源：Steakholder Foods）
该项目的核心是将激光烹饪直接集成到3D打印过程中。与先打印食物再放入烤箱烘烤不同，该系统在制造过程中直接进行局部激光加热。这种方法可以在保持打印结构整体几何形状的同时，选择性地烹饪打印结构的特定区域。
从食材到完全3D打印的餐食
演示中呈现的餐食使用了14种常见超市常见的食材。这些食材在打印前均使用标准厨房用具进行处理。研究人员通过调整打印过程中的激光曝光量，获得了更接近传统烹饪食物的质感。
这项工作建立在哥伦比亚大学创意机器实验室此前在食品打印领域开展的研究之上。在之前的项目中，该团队展示了一款由七种食材组成的3D打印甜点，该甜点采用食用墨水和逐层沉积工艺制作而成。此前的研究重点在于如何将多种材料组装成食物，并引发了关于未来烹饪设备中3D打印与软件驱动烹饪方法相结合的潜力的更广泛思考。这道三道菜的甜点标志着质地研究的一个转折点，而质地研究一直是3D食品打印领域最棘手的挑战之一。
核心研究团队由布鲁廷格、埃文·劳埃德·奥莫和波尔·伯纳特组成，另有约30至40名学生和工程师参与其中。据《哥伦比亚观察家报》报道，他们的研究成果于9月发表在《食品工程杂志》上。此次发表标志着该团队在数字化控制烹饪研究领域取得了重大进展。
除了这些创新应用之外，布鲁廷格先生还强调了这项技术在更注重食品安全和信息透明化方面的潜力。“这类技术可以帮助人们更加关注自己的饮食，提高食物摄入的透明度，并更好地追踪食物的来源，”他说道。据《哥伦比亚观察家报》报道，未来的研究将着重评估激光烹饪食品与传统烹饪方法制备的食品在营养价值上的差异。
尽管该方案仍处于研究原型阶段，但这项工作凸显了数字化控制烹饪如何克服3D食品打印的根本局限性。这种方法为个性化营养、质地改良食品和软件驱动的食品生产开辟了新的前景。它也将争论的焦点从能否3D打印完整的餐食转移到如何在实际应用中有效利用这些系统。
来源：魔猴
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