每日科普|3D打印的蛋糕是怎么来的？

科普中国2023-07-29作者：张宇

蛋糕是一种古老的西点，一般是由烤箱制作的，因入口细嫩、甘香软糯，深受年轻人的喜欢。你能想到某一天，手中捧着的蛋糕可能是3D打印出来的吗？

来源：视觉中国

什么是3D打印

所谓的3D打印，其实就是三维立体打印的技术。这种技术与传统的打印技术相近，都需要使用打印机，而3D打印使用的则是三维立体打印机。与传统打印不同，因有立体构型的需要，事先要用计算机辅助设计软件创建三维模型，然后再把原料装入机身，通过计算机的控制，用激光注射器将原料一层一层累积起来，最后将计算机上的蓝图变成实物。在整个过程中，计算机会自动计算每个步骤的尺寸和位置，从而确保制造之物的精准。目前，该技术已经应用于制造业、建筑业和航空航天等领域，食品加工领域也有所尝试。

《npj·食品科学》杂志3月21日发表一篇文章，描述了3D蛋糕的制作过程。美国哥伦比亚大学研究团队先是在计算机上设计出蛋糕的模型，并精确计算出不同配料的用量。然后以全麦饼干、花生酱、巧克力酱、香蕉泥、草莓果酱、樱桃淋酱和糖霜为原料，制作出了多种芝士蛋糕。

制作蛋糕会有食材限制吗？

从原理来看，3D打印蛋糕的过程有些类似于建筑，建筑结构形式需要运用力学原理，基础部分必须要稳固——以全麦饼干作为蛋糕每一层的基础成分，花生酱和巧克力酱作为支撑层，形成坑洼以容纳香蕉和果酱等较软的成分。

目前，情况来看3D打印技术虽好，但并不是所有食材都可以应用到蛋糕加工上来。一般来说，用于3D打印的原料必须是糊状或半液态。这也就意味着要先将各种材料绞碎、混合、浓缩成浆，然后装入到注射器中，材料会被加热成可成形的形状。常用的食材包括蔬菜泥、面糊、饼干、奶酪和糖果，果冻、糖霜、巧克力和水果泥等。当然，豆类蛋白、菌蛋白、植物基人造肉也可应用在此技术上。而我们平时吃到的水果和坚果蛋糕，需要在蛋糕制作过程中放置上整颗或切块后的新鲜水果和坚果，这却是无法通过3D技术实现的。

而且，3D打印机并不能直接进行食物的烹饪，如果使用的原料为生冷，则待食物打印成型后，还需要加热烹饪过程。因此，不耐加热的食材也不适于使用该方法。

3D打印出来的蛋糕好在哪

3D打印技术在食品加工方面还是有很突出的技术优势的。一是，可以做到量身定做。因能够精确使用食材的数量，故而在控制蛋糕中营养、维生素和卡路里的多样性和数量方面，3D打印食物可以做到精准的自由搭配、均衡营养。通过更改程序和原料，就可以打印出不同口感，质地、口味和外形的蛋糕。

二是，实现了化繁为简，更易于重现。3D打印可以创建复杂的形状，这些形状要么无法手动复制，要么需要大量时间。分享食谱就像通过互联网传输数字文件一样简单，所需要的只是相同的原材料、打印设置和兼容的打印设备。也就是可以批量制作出一模一样的食物，而且不需要花费额外的成本，实现量产。

三是，整个操作过程中多为打印机操作，故而降低了人工成本，同时也降低了食物源传染病等传播的风险。

相信未来，3D打印技术还将应用于更多的食物加工过程中，保不准哪天您就可以亲自尝一下味道是否有所不同。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

审核：吴怀宇（中科院自动化所 研究员）

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

责任编辑：胡惠雯