你應該要知道的食事
3D列印技術的開發，在食品界發展一直是不斷再進步的新興技術，但食材列印並不如一般的列印容易，不只是機具限制，食材油墨的適用性也是一大重點。
撰文＝李依文
你能想像這樣的未來嗎？想吃什麼不用上超市，只需要一台食物列印機就搞定？目前最普遍常見的食物列印機，應該就屬鬆餅列印機了，透過鬆餅麵糊加熱變色的特性，甚至能利用列印過程中創造出不同的畫面，除了平面的列印之外，3D立體的結構呈現，也是一個發展的新趨勢，但又有哪些事情是需要克服的呢？
三維列印技術結合計算機輔助，讓食物列印技術開始發展
所謂的「增材製造（Additive manufacturing，簡稱AM）」，是一項新興技術，也被稱之為「三維列印技術（three-dimensional printing ，簡稱3DP）」，在諸多領域中逐漸受到關注，其中更包含農業與食品科學領域。在食品科學領域上，將增材技術結合計算機輔助設計（CAD）的數據，再利用3維（3D）機械處理的呈現方式，這項技術應用於食品製造，3D食物列印機就誕生了！
《食品科學與技術趨勢（Trends in Food Science & Technology）》期刊，在2021年1月刊出的最新趨勢探討指出，3D食物列印的發展重點不僅是食材油墨配方需不斷優化，列印系統與列印機具零件的開發更為重要。
食材油墨學問大 太稠太稀都不可行
缺乏流動性是3D食物列印在食材油墨製備上，面臨最大的開發困難，若是食物油墨不能順暢在列印機內的管線輸出，就可能會有機器零件卡住的問題，亦或者會造成列印途中中斷，也就會影響到列印結構，導致不成形等狀況發生。食材油墨的型態與適用性決定了後續列印機，在操作上的成功與否，這類油墨的穩定性取決於聚合性材料的適用性，如聚乳酸（PLA）等。
巧克力就是一種很適合的食物油墨材料，具有好控制、可塑性高等優點（影片來源：OpenElectronicsOrg youtube頻道）。
要適用於食物列印的聚合物，必須要具有在冷熱循環的狀態下，都能容易切斷且材質不易受到改變的特性。更重要的是，在考慮這類添加物應用於食品時，會有安全限量與使用允許量的限制等，目前通過使用的聚合物僅需要少量，就可以使油墨達到良好的適用性。
不過，並不是每一樣食材都可以轉換成為食材油墨，如蔬菜由於水分含量高，碳水化合物、脂肪、蛋白質的含量低，其凝膠化、結塊等特性，不適用於食材油墨的製備。
通常，食材可印刷特性取決於其稠度、黏度、固化性等，這些因素是機械性能無法輔助改變的特性，也因此這類的食材能否順利成為3D食物列印的一員，還有待食材特性的調整技術進步，亦或者改變現有的列印機機械性能。
計算精準是3D食物列印的發展重點
3D食物列印並不是列印出來就可以吃，還需要經過加熱等烹調步驟，也因此列印機是否附加烹調功能也就更為重要，3D食物列印最具吸引力的地方是，不需要利用任何模具就可以達到複雜的結構，若是過程中有坍塌或形狀變形，也就失去了這項優勢。
但其同時也說明了，機器是否能夠穩定且精準的印刷出預設的食材樣貌，成為至關重要的成功點。曾有研究利用餅乾麵團進行測試，由於機具的限制，餅乾油墨的油脂含量需要減少，但油脂減少卻也使餅乾麵團在加熱的過程中形狀變形。
用腦控制列印機？未來全用想像就可行
3D列印技術最早被應用於材料科學、工程學、醫學與農業、食品科學等。由於技術不斷更新，設計與生產相結合的列印產品，橫跨各類聚合物，包含陶瓷、粉狀油墨、細胞培養或是以生物聚合為基底的油墨、混凝土、金屬與食品等。
也由於這類技術的開發，消費者未來也可以在自家列印食物，甚至有研究學者提出應該要加強食材列印機與人之間的關係，將健康等數據導入，進而對人類攝取飲食有所幫助。舉例來說，如果今天想要列印一塊巧克力，根據匯入的健康數據，包含心律、運動強度等，這塊巧克力可以根據數據的分析，自行調整厚薄大小，為使用者量身定制、達成健康平衡需求機制。
未來甚至有科學家研究，希望利用人類大腦思考所發射的信號，結合計算機數據的演進分析，利用「想像的」，列印機自動就會在可塑造範圍內，根據想像的形狀、大小口味等，列印出你腦中所想的食物。
了解3D食材列印，不僅是列印機的開發需要不斷進步，食材適用性的開發也有待研究團隊的努力，後續的產品質地、結構、外觀與顏色這類變化，也都需要在研發過程中考量進去，全面性的評估才能讓3D食材列印達到最好的發揮空間。
審稿編輯：林玉婷
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