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？

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。

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《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、能多益巧克力酱、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，花生酱和能多益作为支撑层形成坑洼以容纳香蕉和果酱等较软的成分最佳。

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、植物基人造肉也可以在此技术上。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。

图片来自图虫网

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

作者：张宇

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