哥伦比亚工程师用机器人激光烹制3D打印鸡肉

2021 年 09 月 23 日

      哥伦比亚大学工程与应用科学学院的工程师开发了一种用软件控制的机器人激光器烹饪 3D 打印鸡肉的方法。机械工程教授 Hod Lipson 的创意机器实验室的“数字食品”团队通过将原始的 3D 打印鸡肉结构暴露在蓝光和红外光下,探索了各种烹饪方法。然后,他们评估了激光烹饪 3D 打印样品与炉煮肉相比的烹饪深度、颜色、保湿性和风味差异。
      “我们注意到,虽然打印机可以生产毫米级精度的成分,但没有任何加热方法具有相同的分辨率,”Lipson 实验室的博士生兼该项目的负责人 Jonathan Blutinger 说。 “烹饪对于许多食物的营养、风味和质地发展至关重要,我们想知道是否可以开发一种使用激光精确控制这些属性的方法。”
 使用激光做饭
       2007 年以来,Lipson 的实验室一直在试验 3D 打印食品,在这段时间里,该团队已经开发出多成分打印。现在,工程师们正在寻求为 3D 打印食品的烹饪创造合适的技术,这些技术在质地和风味方面与传统熟肉一样具有优势。该团队选择鸡肉作为他们研究的模型食物系统,在将鸡肉混合成泥后,他们逐层 3D 打印了 3 毫米厚、1 平方英寸的样品。然后,他们将 3D 打印的鸡肉样本暴露在激光发出的蓝光和红外光下,发现蓝光有利于烹饪鸡肉内部,而红外光最适合将肉表面变成褐色。在此过程中使用了两种类型的红外激光,一种是近红外 (NIR),另一种是中红外 (MIR),发现 NIR 能够通过包装使食物变褐和烹饪。
      工程师们评估了烹饪过程的几个参数,包括烹饪深度、颜色发展、保湿性和风味,并比较了激光烹饪和火炉烹饪肉类之间的差异。研究小组观察到,他们用激光烹制的鸡肉结构比火炉烹制的鸡肉结构收缩 50%,同时保持两倍的水分含量。据中国3D打印网了解,激光烹制的 3D 打印样品也显示出与传统烹制肉类相似的风味发展,该研究的两名盲味测试者更喜欢激光烹制的肉类而不是传统烹制的样品。

 用蓝色激光烹制的 3D 打印鸡肉样本。照片来自 Jonathan Blutinger/Columbia Engineering。
        虽然 Lipson 和 Blutinger 都对他们的激光烹饪技术的可能性持乐观态度,但所使用的硬件和软件组件的技术含量相当低。两人还指出,缺乏支持该技术的可持续生态系统,而扩大该过程的能力也让他们深思。“我们仍然没有的是我们所说的‘Food CAD’,有点像食物的 Photoshop,”Lipson 说。 “我们需要一个高级软件,让非程序员或软件开发人员的人能够设计他们想要的食物。然后我们需要一个人们可以分享数字食谱的地方,就像我们分享音乐一样。”Blutinger 补充道:“食物是我们每天都与之互动和个性化的东西——将软件融入我们的烹饪中,使膳食制作更加可定制似乎是很自然的。”
       最终,激光烹饪技术可以集成到商用食品 3D 打印机中,在打印肉类结构时提供原位烹饪,甚至可以集成到更传统的厨房用具中,以提供可调烹饪和更美观的熟食定制。正如该团队的研究中概述的那样,未来的实验可以研究加热对连续煮熟的印刷层之间的层附着力的影响,用于穿透和表面加热的多波长烹饪,减少煮熟和未加工印刷层之间交叉污染的方法,以及食物冷却速度。通过进一步探索这些事情,研究人员将能够判断该技术的商业化潜力。 虽然这项特定研究选择了鸡肉,但该技术也有可能扩展到其他动物蛋白或食物组。

      这项研究的更多信息,请参见《自然》杂志:https://www.nature.com/articles/s41538-021-00107-1

 

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