人頭攢動的時尚街區(qū)內(nèi)，一家神秘餐廳剛剛開業(yè)。

進(jìn)店需要提前兩周預(yù)約，在手機(jī) App 中填報好相關(guān)信息后，一套健康檢測工具將寄到你的家中。接下來，你需要按照說明使用這套檢測工具，將收集到的唾液等樣本信息上傳至餐廳 App。在前往餐廳用餐前，實(shí)驗(yàn)室將會對樣本進(jìn)行分析，由此判斷出你的日常飲食中缺乏哪些營養(yǎng)元素，并為你建立獨(dú)屬的健康 ID。

兩周后，你如期前往餐廳，掃描健康 ID 后，餐桌上的智能菜單自動彈出了與你當(dāng)下營養(yǎng)狀況相匹配的食物。點(diǎn)下「OK」鍵，餐廳后廚開始工作：靈活的機(jī)械臂將食材放入 3D 打印機(jī)中重構(gòu)、打印，十幾分鐘過去，一份造型精美、獨(dú)一無二的菜肴制作完成，移動機(jī)器人將其送往你的餐桌。

這不是科幻小說中的場景，也不需要 50 年才能實(shí)現(xiàn)，而是一家現(xiàn)實(shí)餐廳的宣傳片。2020 年，日本的初創(chuàng)公司 Open Meals 曾計(jì)劃結(jié)合基因科學(xué)與 3D 打印食品技術(shù)，推出為顧客量身設(shè)計(jì)的壽司餐廳「Sushi Singularity」。

Sushi Singularity 的宣傳片畫面 | Open Meals

盡管如今的 3D 打印仍不能做到像《星際迷航》中的「復(fù)制器」一樣，瞬間制造出任何物體，但是這項(xiàng)發(fā)展了十幾年的技術(shù)，最近終于開始端上人類的飯桌。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球人口預(yù)計(jì)在 2050 年超過 98 億，食品需求將增加 59%~98%，加之隨時可能降臨的新型病毒、地緣沖突以及氣候變化，如何以高效、可持續(xù)的方式生產(chǎn)高質(zhì)量的營養(yǎng)食品成為重要課題。

與此同時，3D 打印食品正逐漸從簡單的「造型能力」走向更深處，越來越多的公司、實(shí)驗(yàn)室開始將其他材料 3D 打印為基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)，不含動物肉的肉類制品、高蛋白低碳水的主食等新奇食品也開始嘗試商業(yè)化落地。

到底什么是 3D 食品打印？它又將為人類描繪出怎樣具有顛覆性的飲食未來？

在《未來吃什么》一書中，作者阿曼達(dá)·利特爾教授記錄了自己第一次見到 3D 食品打印機(jī)時的場景：

幾年過去，3D 食品打印技術(shù)已不滿足于如此簡單的任務(wù)。毫不夸張地說，只要你想，就可以利用 3D 打印技術(shù)完成一整頓豐盛的晚餐。從冒著滋滋香氣的素食牛排，到填飽肚子的主食，再到精美的飯后甜點(diǎn)，3D 食品打印技術(shù)不僅在實(shí)驗(yàn)室中顛覆了糖、脂肪、蛋白質(zhì)這三大基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)的形態(tài)，在最近兩年的資本市場中也贏得了越來越多的關(guān)注。

SugarLab 是一家位于洛杉磯的 3D 打印甜品公司，旨在通過 3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)手工難以達(dá)成的創(chuàng)意造型，比如將豐富的巧克力甘納許包裹進(jìn)草莓糖衣后做成可愛的草莓形狀，為「韓國城系列」打印出包含養(yǎng)樂多形態(tài)的糖果，以及受最新一季《怪奇物語》啟發(fā)而創(chuàng)造出的可食用 RPG 骰子系列等等。今年 10 月，剛剛完成新一輪融資的 SugarLab，估值已經(jīng)漲到了 1600 萬美元。

SugarLab 打印出的可食用骰子 | SugarLab

而隨著「人造肉」的接受程度變高，為了開發(fā)有巨大潛力的市場，人造肉企業(yè)也開始引入 3D 食品打印技術(shù)，希望未來可以制造出結(jié)構(gòu)與口感上媲美真肉的產(chǎn)品。

今年 2 月，總部位于巴塞羅那的西班牙生物技術(shù)初創(chuàng)公司 Novameat 獲得了 640 萬美元的 A 輪融資，公司的業(yè)務(wù)是利用現(xiàn)有的 3D 打印及微擠壓技術(shù)，制造出牛肉、豬肉、雞肉的「替代品」。

成立于 2019 年的以色列公司 Redefine Meat 同樣于今年成功完成了一筆 1.35 億美元的融資，迄今為止，其總?cè)谫Y金額已超 1.7 億美元。11 月 6 日，Redefine Meat 正式宣布與歐洲肉類批發(fā)商 Giraudi Meats 建立合作伙伴關(guān)系，目前該公司的植物肉系列已經(jīng)在多個歐洲國家展開銷售，預(yù)計(jì)明年該公司還將會把業(yè)務(wù)拓展至更多國家。

該領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)頭企業(yè) Steakholder（前身為 Mea Tech）早在去年 3 月就已 IPO 上市，經(jīng)過兩年多的發(fā)展，12 月 16 日 Steakholder 也發(fā)布公告稱，除了人造肉產(chǎn)品外，公司明年還將推動 3D 食品打印機(jī)的商業(yè)化進(jìn)程。

3D 打印技術(shù)被用于打印「人造肉」| Redefine Meat

相比國外，國內(nèi)對于 3D 食品打印的探索稍晚，但在過去兩年快速發(fā)展。

位于杭州的食品科技公司 MOODLES 成立于 2021 年，其業(yè)務(wù)是以各種優(yōu)質(zhì)的動物蛋白為主要原料，通過 3D 打印技術(shù)、分子料理技術(shù)來制作出具有米飯、面條等傳統(tǒng)主食的形態(tài)，卻兼具低碳水、高蛋白的健康食品。今年 2 月，MOODLES 完成了數(shù)千萬元人民幣的 Pre-A 輪融資，老牌投資機(jī)構(gòu) GGV 紀(jì)源資本領(lǐng)投。

MOODLES 生產(chǎn)的低碳水、高蛋白面條 | MOODLES

整體來看，據(jù) Allied Market Research 數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球 3D 食品打印市場創(chuàng)造了 2.262 億美元的收入。而根據(jù)市場研究咨詢公司 Emergen Research 的最新分析，預(yù)計(jì)到 2027 年全球 3D 食品打印市場規(guī)模將達(dá)到 10.154 億美元。

3D 打印食品市場的小崛起背后，暗含著消費(fèi)者需求的兩個重要轉(zhuǎn)變。

一是疫情以來，越來越多消費(fèi)者的健康意識覺醒，轉(zhuǎn)而追求更為健康的飲食。MOODLES 的創(chuàng)始人朱沛然曾在接受采訪時表示，正是疫情期間在網(wǎng)上看到很多熱詞是「減脂瘦身」后才發(fā)覺大家開始更加關(guān)注健康，才想到了高蛋白、低碳水的 3D 打印食品方向。

二是消費(fèi)者對于 3D 打印出的人造產(chǎn)品排斥感正在降低。2016 年一項(xiàng)針對澳大利亞消費(fèi)者的調(diào)查顯示，幾乎沒有人支持「人造肉」食品。而在今年 globeScan 及 EAT 聯(lián)合進(jìn)行的一項(xiàng)全球消費(fèi)者調(diào)查《Grains of Truth2022》中，全球 31 個市場的近 3 萬名消費(fèi)者里，愿意嘗試植物替代性飲食的消費(fèi)者顯著增長：嬰兒潮一代中有 28%，X 世代中有 37%，千禧一代中有 43%，Z 世代中有 40% 的人表示對新的飲食方式非常感興趣。

對于創(chuàng)業(yè)公司而言，3D 打印是未來食品制造的理想技術(shù)，是一片前景廣闊的藍(lán)海。但對于更多普通消費(fèi)者而言，更重要的是了解 3D 食品打印機(jī)的工作原理？造型多變的甜點(diǎn)、幾乎不含碳水但口感與傳統(tǒng)主食相似的面條、能夠控制膽固醇與脂肪含量的肉，這些定制化的奇特食品究竟是怎么來的？以及它們是否安全？

目前，應(yīng)用最為廣泛的 3D 食品打印技術(shù)是熔融沉積技術(shù)（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）。其原理簡單來說就是打印機(jī)的噴嘴加熱原材料使其熔融，加熱的同時，食材會隨之被擠壓到下方的工作平臺上，通過層層累積與疊加，最終食材會被「打印」成為具有特定形狀的食品。

正如普通的打印機(jī)需要「墨水」一樣，3D 食品打印機(jī)內(nèi)放置的原材料被稱作「食用墨水」。并非所有食材「天生」就能被扔進(jìn) 3D 打印機(jī)內(nèi)打印，「食用墨水」需要具有流變性（液體的流動方式及其固化的可能），即它首先要能從噴嘴中流出，其次還要能在打印工作臺上凝成固態(tài)。

食品科技初創(chuàng)公司 MOODLES 的 CEO 朱沛然向極客公園介紹道：「最常見的可直接打印的食材，一般是溫變型食材，包括巧克力、奶酪、糖漿等；而普通食材想要成為『食用墨水』，需要經(jīng)過研磨、篩選、分散以及乳化等工藝，達(dá)到一定流變特性后才能進(jìn)行打印。」

食材成為可供打印的「食用墨水」后，其在 3D 打印機(jī)下的「變形」之旅就可以開始了。

不涉及食材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅僅做外觀上的變形是門檻較低的一類打印場景，常見于糖果、巧克力、甜點(diǎn)、面食等產(chǎn)品的創(chuàng)意制作過程中。由于 3D 打印食品不需要模具，因此能完成的造型復(fù)雜度更高、更靈活。像是意大利面食品牌 Barilla，自 2019 年起就嘗試用意大利粉漿為原材料 3D 打印出復(fù)雜的面食形狀，包括蛤蜊狀、海膽狀、花瓶狀等等。

形狀各異的意大利面 | Barilla

而對于 MOODLES 這類目標(biāo)是生產(chǎn)出「低碳水、高蛋白」等特制食物的公司來說，前期需要進(jìn)行的準(zhǔn)備則更為精細(xì)。

在一檔名為《創(chuàng)業(yè)內(nèi)幕》的播客里，朱沛然曾分享過產(chǎn)品的研發(fā)環(huán)節(jié)：MOODLES 的產(chǎn)品很大一部分面向的是有糖尿病的老年人群體。

制作過程中首先需要營養(yǎng)學(xué)的同事利用大數(shù)據(jù)分析出適合這類群體攝入的脂肪、碳水、蛋白質(zhì)以及微量元素含量。隨后會有食品專業(yè)的同事搭配出相應(yīng)的食材配方，比如在蛋白質(zhì)部分可以選擇雞胸肉作為動物蛋白，在碳水部分可以針對性選擇蕎麥這類低 GI 的食材。食材配方確定后，通過分子料理的處理工藝將食材處理成原始漿料，再使用 3D 打印技術(shù)打印成型。根據(jù)不同消費(fèi)者的需求，還可以設(shè)計(jì)不同的 3D 打印機(jī)器件，從而制作出不同形態(tài)的產(chǎn)品。

「我們這樣做打破的只是食材的物理結(jié)構(gòu)，還沒有到分子結(jié)構(gòu)，所以對食物的營養(yǎng)的成分沒有任何的影響。」朱沛然說道。

用 3D 打印技術(shù)制作「人造肉」則不免會涉及到分子結(jié)構(gòu)的層面。已經(jīng)上市的人造肉公司 Steakholder 的愿景是「在不需要屠宰動物的前提下，開發(fā)出打印真肉的技術(shù)」。資料顯示，該公司收集動物的脂肪及肌肉細(xì)胞后，將其分離成「食用墨水」并裝入 3D 生物打印機(jī)；接下來，這些細(xì)胞將被「孵化」，在一段時間內(nèi)生長為結(jié)構(gòu)化的肉類組織。3D 打印食品技術(shù)還可以對人造肉塊進(jìn)行特別定制，比如調(diào)整肉中的膽固醇和脂肪以形成肥瘦不一的肉類制品。

正在打印中的「人造肉」| Reuters

在 Steakholder 看來，這些 3D 打印肉類甚至可能比普通肉類還要更安全。畢竟，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中能盡量降低沙門氏菌與大腸桿菌的滋生風(fēng)險。

食品安全問題同樣是 Moodles 最關(guān)心的問題。朱沛然告訴極客公園：「技術(shù)層面，我們在原料處理環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全程 4 攝氏度以下低溫處理，降低微生物滋生，確保食品安全。同時，我們結(jié)合分子料理和 3D 打印技術(shù)，可以將復(fù)雜生產(chǎn)流程極致簡化，從而降低食品添加劑的使用。」

3D 打印食品確實(shí)能在控制食物的營養(yǎng)成分、食品安全等方面發(fā)揮巨大作用。但凡事都有兩面性，相對復(fù)雜的生產(chǎn)流程背后，生產(chǎn)效率不高、難以大規(guī)模生產(chǎn)等問題，是今天 3D 打印食品進(jìn)一步推進(jìn)商業(yè)化路上的絆腳石。

有食品行業(yè)從業(yè)者告訴極客公園：「直接使用 3D 技術(shù)打印食物，一般來講效率會很低，成本也更高，因此應(yīng)用在食物這類快消品上可能會面臨不少困難。」

根據(jù) 3D 打印食品制造商 ChocEdge 的說法：「雖然打印時間因打印機(jī)和食品而不同，但一個非常簡單的六層設(shè)計(jì)打印需要 7 分鐘，更精細(xì)的 3D 造型打印每個則需要 45 分鐘以上。」這還只是改變食物造型所需的時間，對于需要定制營養(yǎng)物質(zhì)的特殊 3D 打印食品，想要走向商業(yè)化，其面臨的效率與成本考驗(yàn)就更大了。

「更穩(wěn)妥的方式是將 3D 打印技術(shù)應(yīng)用于早期的食品設(shè)計(jì)，利用該技術(shù)的柔性特質(zhì)提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。」比如好時巧克力與科技公司 3DS 合作開發(fā)了一款名為 CocoJet 的打印機(jī)，用于個性化巧克力的設(shè)計(jì)；百事公司也曾在相關(guān)報道中稱，通過使用 3D 打印技術(shù)，其零食的原型工具開發(fā)時間從 4 周縮短到了 48 小時，并將成本削減了約 96%。

Redefine Meat 生產(chǎn)的「New Meat」系列 | Reuters

但對于 Redefine Meat、MOODLES 這類，希望利用 3D 打印技術(shù)直接制造食品的公司，則不得不直面成本與效率的問題。

創(chuàng)業(yè)者的努力已經(jīng)取得了一定的成效。Redefine Meat 目前已經(jīng)擁有了規(guī)模數(shù)字化制造的專利，其打印速度可以達(dá)到每小時生產(chǎn) 10 公斤。

MOODLES 也逐漸摸索出了一套獨(dú)有的解決方案。朱沛然向極客公園透露：「傳統(tǒng)的以材料擠出原理的 3D 打印設(shè)備，在生產(chǎn)效率和制造精度上是有明顯瓶頸的。為了解決這個問題，我們將用于芯片加工和醫(yī)療檢測研究領(lǐng)域的流體控制技術(shù)應(yīng)用到食品加工行業(yè)。通過對 3D 打印噴嘴的重新設(shè)計(jì)，在噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)中嵌入三維微流控芯片，從而同時實(shí)現(xiàn)了食品的高精度加工與生產(chǎn)效率。」

目前，MOODLES 位于安徽馬鞍山的工廠已經(jīng)投產(chǎn)，未來會走先 ToB 后 ToC 的商業(yè)化路線。「未來 ToB 的場景首先是一些合作的連鎖餐廳，去供給一些工業(yè)標(biāo)品的米飯面條的這種單品，我們會針對 B 端客戶的需求，配置好產(chǎn)品的口感和成本結(jié)構(gòu)。」

誠然，如今的 3D 打印食品尚處于起步階段，距離更廣泛的商業(yè)化落地還有許多步要走。但隨著產(chǎn)品和技術(shù)不斷改進(jìn)，效率和成本繼續(xù)優(yōu)化，科幻小說中「打」個三明治當(dāng)早餐的場景，或許不久的將來就會成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧?/p>