陈根：3D打印，制作口感最脆的巧克力

文/陈根

对于3D打印来说，食品行业被认为是一个快速普及化的好突破点，一方面，食品业代表着未来食品加工业的方向，另一方面，民以食为天，通过入口品尝，能够让消费者更直观的接触、理解和接受3D打印技术。

3D打印的具体原理是先利用计算机三维软件设计出立体的CAD模型，再运用蜡、粉末状金属或塑料等可粘合材料，最后通过拷贝或传输到特定的成型设备（3D打印机）里，以逐层打印的方式制造出来。

而3D打印食物，就是在这个流程和原理的基础上，将耗材换为食品材料，从而实现打印出食物的目的。值得一提的是，3D打印食物不仅可以实现原材料打印不同形态和设计，还能够通过对不同食物的“分区”，打印出完成度更高的食物，例如披萨、饺子等。

早在2016年4月，全球第一家3D打印餐厅FoodInk就在荷兰开业，餐厅从家具、餐具、装饰到实物，都由3D打印而成。这家餐厅使用的是3D打印机生产商Byflow开发的便捷式多材料3D打印机，通过它用鹰嘴豆泥、巧克力慕斯，豌豆泥、山羊奶酪或披萨面团为客户制作菜肴——这些食材基本上是糊状的，然后可以被装进3D打印机里，再通过挤出机打造出各种食物造型。

现在，通过3D打印技术，研究人员又进一步发扬了人造食品。在近日发表于《软物质》（SoftMatter）期刊上的一篇文章中，一支荷兰科学家团队介绍了如何通过3D打印技术，来制作口感最脆的巧克力。

尽管每个人品尝巧克力的习惯不尽相同，但这种材料其实有着相当独特且微妙的风味与质地之分。甚至巧克力专家必须像铁匠那样精确地控制加热与冷却工序，以最终形成完美的可可脂晶格结构。

首先，来自阿姆斯特丹大学的超材料与3D打印专家们发现，大多数人都喜欢在咬巧克力时发出的噼啪声，且越多越好。然后他们开始尝试设计出能够最大化这些“破裂事件”（fractureevents）的巧克力形状，并发现螺旋状有着充足的设计与调整裂纹点的机会——具体取决于人们下嘴（咬合）时的方向。

基于此，通过将一系列形状设计放在测试板面上，并对每个人的咬合声音进行记录。不出所料的是，更多的螺旋绕组、就能够产生更多听得见的噼啪声，且测试参与者能够对此加以区分。

也就是说，巧克力的整体感官评级——比如可感知到的裂纹数量——与力-位移曲线测量的裂纹数量呈正相关。

接着，研究人员开始尝试最大化这种各向异性结构——设计出在某个方向上相对坚固、但另一方向更脆和容易开裂的一系列其它有趣的图案。而为了制造研究所需的巧克力，该团队必须通过3D打印机来完成这项间距的材料准备工作。同时确保巧克力经过适当的回火，以最大限度地形成这些珍贵的V相晶体。

不过这项工作也不是一帆风顺，比如巧克力很容易在管道中结晶。因此随着打印线粗细的变化，机器必须经过一次次重新校准。而且随着打印的进行而变厚，每次都需要对压力和速度进行重大调整。

更别提每次启停时，喷嘴上都会留下不一致的巧克力液滴，这进一步增加了任何控制样品均匀度的尝试难度。但这至少是一次新奇的尝试，也为3D打印食品提供了另一种可能和选择。

关键词： 研究人员 不尽相同 软件设计 一帆风顺 成型设备