編者：中噴網(wǎng) 墨宸

想象一頓從開胃菜到甜點的完整盛宴，每一道菜品均由3D打印精準塑形，再經(jīng)激光精準烹飪而成，口感與傳統(tǒng)廚藝不相上下——這一看似科幻的場景，已被哥倫比亞大學的研究團隊變?yōu)楝F(xiàn)實。他們成功打造出包含法式咸派風撻、花椰菜面團披薩和青檸派的三道菜餐食，不僅填補了3D食品打印在口感還原上的核心短板，更開啟了軟件驅(qū)動、精準可控的數(shù)字烹飪新時代。

長期以來，3D食品打印技術雖在食材成型精度上持續(xù)突破，但如何復刻傳統(tǒng)烹飪的逼真口感，始終是行業(yè)公認的棘手難題。傳統(tǒng)烹飪方式如烤箱、爐灶等，加熱范圍均勻且缺乏精準調(diào)控能力，無法像增材制造那樣實現(xiàn)毫米級的空間分辨率控制，難以匹配3D打印食材的精細結(jié)構(gòu)需求。而哥倫比亞大學團隊的核心創(chuàng)新，正是將激光烹飪技術直接集成至3D打印過程中，實現(xiàn)了“邊打印、邊烹飪”的原位加工模式。

與“先打印再烘烤”的傳統(tǒng)流程不同，該系統(tǒng)通過多波長激光的精準調(diào)控，在食材逐層沉積的同時，對特定區(qū)域進行選擇性局部加熱。這種方式既能牢牢鎖定3D打印的復雜幾何結(jié)構(gòu)，又能通過調(diào)整激光曝光量和頻率，讓食材形成外酥里嫩、層次豐富的質(zhì)感——研究數(shù)據(jù)顯示，激光烹飪的面團樣本在較低應變下即可達到峰值彈性，口感表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)烤箱制品。正如團隊主導者喬納森·布魯廷格所言，烹飪與打印的精度匹配曾是最大謎團，而激光技術的融入，終于破解了這一核心矛盾。

打印肉的例子（圖片來源：Steakholder Foods）

這項耗時六年的研究，匯聚了哥倫比亞大學跨學科的科研力量。核心團隊由布魯廷格、埃文·勞埃德·奧莫和波爾·伯納特三位當時的博士候選人組成，另有30至40名本科生、碩士研究生及機械、電氣、計算機領域的工程師參與其中，由機械工程教授、創(chuàng)客空間聯(lián)合主任霍德·利普森擔任導師。布魯廷格坦言，自己早在2016年進入哥倫比亞大學攻讀博士時，便受導師2013年出版的3D打印專著啟發(fā)，萌生了探索數(shù)字烹飪的想法，并在攻讀學位期間兼顧機械工程師職責，持續(xù)推進這項突破性研究。2025年9月，相關成果正式發(fā)表于《食品工程雜志》第406卷，標志著數(shù)字化控制烹飪研究取得關鍵進展。

此次演示的三道菜餐食，采用了14種常見食材，均購自當?shù)氐腁pple Tree、Morton Williams和Whole Foods等超市，經(jīng)食品處理器、高速攪拌機等標準廚房用具預處理后制成可打印食材“墨水”。這一成果并非憑空出現(xiàn)，而是建立在團隊此前的研究基礎之上——此前他們曾在《npj·食品科學》發(fā)表研究，用全麥餅干、花生醬、巧克力醬等7種食材，通過食用墨水逐層沉積工藝打印出芝士蛋糕，并發(fā)現(xiàn)以全麥餅干為基底、花生醬為支撐層的結(jié)構(gòu)設計，能最佳容納柔軟的果醬和香蕉泥成分，為此次多食材復雜餐食的研發(fā)積累了核心經(jīng)驗。

除了口感突破，這項技術更蘊含著食品安全與個性化營養(yǎng)的巨大潛力。布魯廷格強調(diào)：“這類技術能幫助人們更審慎地對待飲食，提升食物攝入的透明度，同時更好地追蹤食材來源。” 由于減少了人工操作環(huán)節(jié)，還能降低食源性疾病傳播風險；而軟件驅(qū)動的精準控制特性，未來可根據(jù)特殊人群需求，定制低鹽、低糖、高營養(yǎng)密度的個性化餐食，甚至在毫米級尺度上集中香氣與質(zhì)感，創(chuàng)造傳統(tǒng)烹飪難以實現(xiàn)的味覺體驗。目前，團隊已計劃開展后續(xù)研究，重點評估激光烹飪食品與傳統(tǒng)烹飪食品在營養(yǎng)價值上的差異，為技術商業(yè)化奠定基礎。

盡管當前系統(tǒng)仍處于研究原型階段，但它已清晰展現(xiàn)了數(shù)字化烹飪對3D食品打印根本局限性的突破。這項技術不僅將行業(yè)爭論焦點從“能否打印完整餐食”轉(zhuǎn)向“如何高效應用”，更有望推動食品行業(yè)向個性化、可持續(xù)化方向變革——從餐飲行業(yè)的定制化菜品服務，到航天、軍事等特殊場景的營養(yǎng)保障，數(shù)字烹飪的應用前景正在逐步展開?；蛟S在不久的將來，激光與代碼的組合，將成為廚房中不可或缺的“新主廚”。

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