哥伦比亚大学研究人员开发出新型激光烹饪方法和3D打印蛋糕
时间：2023-03-27 10:04 来源：南极熊 作者：admin 阅读：次
2023年3月24日，来自哥伦比亚大学的研究人员利用3D打印技术，用七种不同的成分制作了一块蛋糕。为了实现这一目标，该团队使用了一个定制的挤压装置来对选择的食材进行3D打印。食材的前期准备包括用叉子手工捣碎香蕉，以确保挤压的糊料在通过喷嘴尖端时不会被阻挡，并在食品加工机中准备格雷厄姆饼干糊。
这项研究以题为“The future of
software-controlledcooking”的论文被发表在《npj science of food》期刊上，由Jonathan
David Blutinger, Christen Cupples Cooper等人撰写。
相关论文链接：https://www.nature.com/articles/s41538-023-00182-6
研究人员使用一个工作波长为445nm的蓝色激光二极管，在食物被打印出来后对其进行烹饪，他们将其固定在移动的打印机头上。他们发现烹饪装置可以产生大约5-6W的功率输出。使用计算机辅助设计（CAD）软件，该团队将每种材料建模为一个零件文件，并在输出用于打印之前将它们组合成一个组件。一旦在CAD中完全建模，部件就被导出为STL文件，这使得它们可以被切片程序处理。该团队随后为他们的定制3D打印机优化了切片机程序。据推测，随后又部署了一套手持式切片程序，以用于测试打印食品的食用效果。
结果显示，3D打印食品的味道和质地能够在毫米级的范围内保持一致，从而给品尝者新的食物体验。研究人员制作的蛋糕块外形看起来像传统的蛋糕，但他们通过控制挤压路径，做出了独特的网格结构和成分组合，而这些都是用传统的挤压或成型方法不可能做到的。然而，这项研究也强调了使用3D打印机生产食品的挑战，包括可同时使用的原料数量，以及原料混合后烹饪食品的难度。
△3D打印蛋糕的步骤。图片来自《npj Science of Food》。
3D打印食品和数字烹饪
数字时代的烹饪正在迅速转变，而3D食品打印和激光烹饪是最新的技术发展之一。最近的一篇学术论文表明，这些新的烹饪方式为制作方便、健康和具有成本效益的膳食提供了新的选择。凭借这种新型烹饪方式加工的饭菜更容易符合人们的口味和营养需求。即使烤架、炉子、灶台和微波炉仍然是全世界最常见的烹饪方式，但
"数字烹饪 "技术可能提供一种更加个性化的备餐方式。
食品打印是一种增材制造技术，使用可食用的食品糊料，从用户制作的模型中构建3D形状。另一方面，激光烹饪使用了具有大量能量的光，能够以精确的路径加热食材。有了这些技术，厨师们可以更好地控制膳食中的营养成分，使其更健康、更个性化。
数字烹饪技术的最大好处之一是，不需要那么多人力处理的食物可以减少因食物污染而导致生病或传播疾病的机会，这是在后COVID-19时代的一个基本好处。根据该学术论文，食品的3D打印仍处于早期阶段。尽管如此，由于其可定制性、便利性和其他适合消费者的好处，它可能会变得更加流行。论文还说，激光烹饪是制造食品添加剂的好方法，因为它有很高的分辨率，可以深入加热东西。
3D打印和激光烹饪领域的创新并不限于食品制造。许多发明家和厨师正在研究制作面包、沙拉、披萨的机器人，植物性肉类3D打印机，将一种以上成分的食物放在一起的机器，意大利面打印机，自动蛋糕装饰机，个性化维生素软糖，以及其他软件控制的加热器具。
尽管软件集成的食品加工机器正在向全自动化控制靠拢，但它们同样也需要人类的智慧来实现自动化，这给予了用户更多的创造性控制。当涉及到烹饪时，根据设计好的数字模型将糊状物、粉状物和液体投放到精确位置的机器人系统可能是未来的方向。
3D打印食品的挑战
随着数字烹饪技术的优势不断展现，3D打印机和激光烹饪可能会成为主要的家庭和工业烹饪设备吗？即使3D食品打印正变得越来越流行，但也有些人可能会说，它不符合消费者现在的需求，也就是食品中的完整食品和自然属性。加工食品，通常包括高度加工的过程，这会导致超重和肥胖危机，这使得美国每年损失500亿美元的劳动力和医疗保健费用。
但喜欢3D打印食品的人表示，它非常环保，更容易在家附近获得食材，并让人们制作适合他们口味和营养需求的食物。3D食品打印还可以帮助吞咽或消化困难的人。它还可以使食物看起来更具吸引力，并允许在工厂或食品服务厨房进行大规模生产。
此外，该技术为制造商提供了延长食品保质期和减少食物浪费的机会，因为用户只会打印他们想要消费的成分。尽管3D食品打印仍处于早期阶段，但它有可能填补不同尺寸，形状和质地的食品的市场空白。随着技术的进步，支持它的人希望消费者能够更容易、更快地使用它，从而走进更多的家庭，并带来更好的保健效果。到2025年，3D食品打印的市场规模有望达到4250亿美元，这表明人们对3D食品打印技术的兴趣越来越大。
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