1、1设计思维语境下的分子料理 3D 打印新机遇摘要： 传统意义上的 3D 打印设备通常使用塑料等原料，被用于快速原型等领域，面临困局。随着其技术的逐渐普及，3D 打印装备制造业正面临着激烈的竞争，2013 年数据显示，3D 打印板块股集体陷入低迷，同质化与打印效果的困境逐渐影响着市场对 3D 打印装备制造的信心。2013 年，中国餐饮行业总收入为 2.54 万亿元，作为日常生活的永恒刚需，设计思维将孕育未来餐饮巨头，并为 3D 打印创造新机遇。 关键词： 设计思维 食品 3D 打印 分子料理 传统 3D 打印的困境 被媒体炒作在风口浪尖的 3D 打印，在传统市场面临困局。 3D 打印市场研究机构
2、 Wohlers Associaties Inc 的调查显示，2013年，全球部分 3D 打印公司的股价涨幅超过一倍，而同时该市场的年营收却仅仅增长 27%至 28 亿美元。从今年年初至今，3D 打印市场的两大领导品牌 3D Systems Corp 和 Stratasys Ltd 的股价分别下跌了 40%和 19%，这也让整个 3D 打印板块股集体陷入低迷。亚洲发达国家日本在早年引入3D 打印技术后，其 3D 打印的企业普及率依旧不容乐观。据日本共同社 7月 11 日报道，日本大阪商工会议所 10 日发布的调查结果显示，非大型企业中 3D 打印机的使用率仅为 9.2%。 23D 打印的应用场
3、景亟待开拓新的思路。 1.3D 打印食品兴起 1.13D 食品打印机 3D 食品打印机是将 3D 打印技术应用到食品制造层面上的一种机器，主要由控制电脑、自动化食材注射器、输送装置等几部分组成，它所制作出的食物形状、大小和用量都由电脑操控，其工作原理和操作方法与3D 打印机相似。与传统的食品生产相比，它不需要采购生鲜菜品，不需要配作料和油料，不需要厨师介入，不需要锅子，也不需要加热设备，整个过程是自动化、无人操作的，甚至可以远程操控，打印好的食品是熟的。整个厨房没有油烟味，没有辛辣味，非常干净和整洁，只用一台3D 食品打印机就取代了电磁炉、冰箱、烤箱、微波炉和煤气灶等厨房设备。 3D 食品打印
4、机使用的打印材料是可食用的食物材料和相关配料，将其预先放入容器内，将食谱输入机器，开启按键后注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来，按照“逐层打印、堆叠成型”制作出立体食物产品。使用者可以自主决定食物的形状、高度、体积等，不仅能做出扁平的饼干，也能完成巧克力塔，甚至还能在食物上完成卡通人物等造型。 1.23D 食品打印机的现状 世界首款 3D 食品打印机是西班牙创业公司 NaturalMachines 研制出的名为“Foodini”的食品打印机，是一款融“技术、食物、艺术和设计”于一身的家用食品机械，通过多个喷嘴的不同组合，可以制作出各种各样的食物，如汉堡、披萨、意面和糕点等多种食品。 33D
5、打印食品原料简易，多为粉末或液浆，搭配方便，易保存且保质期长，这些特征使其在航天食品领域得以应用。2013 年美国宇航局，投资研究经费开发 3D 食品打印机，方便宇航员在空间作业时使用。可以带去太空的新鲜食品类型有限，而 3D 食品打印机即能提供新鲜食物又保证营养，同时设备体积小节省空间。 传统的饼干多采用模具来进行表面图案的印刻和形状的固定，由于油脂作用，经过烘焙之后往往无法保持应有形状，不适合复杂细致的几1 可印花。而采用 3D 打印技术，在适当地改变配方之后，制成的饼干可以保持完美的形状，可以印制复杂的形状。 食品打印多用于难以手工制作的食品制造上，例如某些食品虽然材料单一，但需要比较复
6、杂的制作方式，手工很难完成，而采用食品打印就方便快捷多了。 Periard 认为食品打印有两大优点：适用性广，操作简单方便使用，即使没有技术背景的用户也可以很快熟悉食品打印机的使用；食品打印具有很大的创作空间，灵活性高，对于创意非凡的厨师以及其他使用者，是很大的创意施展平台。 3D 食品打印操作简便，制作速度快，食材搭配灵活，创作空间高。产品特征鲜明多样，口感独特，方便咀嚼，有趣好玩，营养好吃，其消费人群不受年龄限制，不仅吸引孩童，更方便老年人以及进食困难、吞咽困难的病人等。相信随着 3D 技术的高速发展和广泛应用，3D 食品打印的市场空间和销售范围也会不断增大。 2.分子料理 4时下，国际烹
7、饪界流行语分子厨艺，什么是分子厨艺呢？Gastronomie Moleculaire（分子厨艺） ，其本质就是用科学的方式深入理解食材分子的物理，化学特性，然后采取新颖手法及先进技术创出“精确”料理，重新诗释美食的定义。将科学理论全面应用于料理而形成举足轻重的学派归功于法国科学家 HerveThis，他也是“分子厨艺”名称的创始人。HerveThis 曾提出分子美食学有 5 项目标：研究各种烹饪技巧背后的原理；明白食谱上记载的材料经过处理，相互间的化学变化；研发新产品新工具及新煮食方法；创作新菜式；令社会明白科学对日常生活的贡献。 2.1 分子料理的工具 分子料理最先是借助于化学上的各种工具和
8、机器，而发展至今，在业界内已经开发出使用方便的各类工具和机器。这些设备与食品 3D 打印机的产品形象是十分一致的，富有科技感，吸引特定的消费人群，并且把传统料理背后的反应过程精确控制，得到最为让人惊喜的口感，并保证品质更加稳定，达到统一标准。 鱼子盅：由很多针孔，一个针管组成。它使次性制作一百颗左右的人工鱼子成为可能，特别是小的鱼子。 红外温度计：它能够快速而准确地测量食物的温度，与传统的厨房温度计相比，它不用插入食物，十分方便。是真空低温烹饪的必需品。 手持搅拌棒：榨汁，搅拌，混合，泡沫，粉碎功能。只需按一下按钮。 烟枪：它可以使食物在短短的 1 分钟内达到烟熏的效果，而且不同5的烟粉可以产
9、生不同的口味，比如说木香或者鱼香。 真空包装机：它在食物保鲜上已经得到广乏的应用，也是真空低温烹饪必不可少的机器装备。 万能料理机：这是一种多功能的厨房机器，可以绞碎、混合、磨粉，揉面等。而且同时能保温或者加热，是分子厨房中的一个得力助手，堪称世界上最小的厨房， 旋转蒸发机：它可以高速旋转，使液体蒸发，主要用于提取香气和香精。Sosa 通过此法提取了 180 种香精制作了香味大全供专业人士使用，万能冰沙机：这种冰激凌机能保持水果的原味，能快速地制作冰激凌、冰沙等，而成品的口感独特、十分细腻。 其实，还有很多设备，如脱水机，低压真空烹饪机等。 2.23D 打印应用于分子料理的新机遇 分子料理通过
10、各种仪器式的烹饪工具，重构食材，塑造新奇的五感体验，实际是食材的陌生化。陌生化，是 20 世纪初俄国形式主义代表人物什克洛夫斯基提出的，他认为“艺术的技巧就是使对象陌生化，使形式变得困难，增加感觉的难度和时间的长度，因为感觉过程本身就是审美目的，必须设法延长。 ”然而，在日常生活重复单调的更替中，许多事物往往从认知到接受再经历一定的时间和过程会转化为一种无意识、机械式、自动化的感知，逐渐变得习以为常，缺乏新鲜感。只有突破定式、打破常规，展示标新立异的新姿态，才能唤起大众的注意力。 餐饮产品要生存，就必须不断加强产品的开发创新，不仅要适时推6出新品种，而且还要对老品种在保持其传统风格的基础上，在
11、生产工艺和产品质量上不断提高，使产品精益求精。这就要利用餐饮产品的可组合性，把餐饮产品进行重新组合，达到创新的目的。同时，烹饪原料也更加丰富，用更多新原料、新调料烹制出新菜品是餐饮业发展的必然趋势。食品 3D 打印对年轻时尚的分子料理食客来说，创造了丰富的食材组合可能性，个性养生功能，社会炫耀功能，礼品馈赠功能，在新奇的口感中得到前所未有的新满足。 所谓特色营销，即餐饮企业以顾客为导向，根据调矾细分市场，以差异化为基础建立起自己的营销特色。食品 3D 打印让本已十分具有特殊体验的分子料理更具特色。追求时髦是许多现代人的重要心理需求时髦的东西往往能够调动起人们的消费欲，又引起人们强烈的求异心理，
12、愿意去尝试不同的风味。求异心理是人类特有的具有反射能动性的心理类型，在面对一成不变时，人内心会自发地、无意识地形成抗争力量，从根本上说是个体自我意识的觉醒。现代社会快速发展，各方面都在进步，物质生活的提高却并不能满足人们精神世界的提升。相反地，程式化、秩序性促使意识形态和价值体系趋同一致，最终导致自由消失和个体压抑，人变得平庸、刻板，缺乏个性，失去了想象力和创造力。面对这样的社会境况，个体内心反射性萌生出渴望自由、追求新奇、不拘陈规的巨大力量。在分子料理中引入个性化和定制化的 3D 打印食品，在自我实现层面的分子料理食客能首先获得内容和形式上的个性化创造，用于表现自己的与众不同，引发他人及社会
13、的强烈关注，从而体现作为个体的自我存在价值，最终满足高涨的自我意识。 73.以设计思维思考 3D 打印食品风靡的实践因素 3.1 用数字规范产品强化品牌，提高客户反复购买率 标准化连锁食品工业的成功企业，如行销全球的麦当劳，深入大街小巷的奶茶品牌，使用了优化设计的标准操作流程，引入流水线思维的工业工程设计，使得人力资源的智力因素大大降低，即使大量使用兼职和高流动人员，依然可以保证食品口味和质量的均一，从而无需招聘高技能人才，大大降低了人员成本并缩短了培训时间，实现人员快速上岗。并且，品牌源于品质执行的一贯性，实现连锁产品的品质均衡，可以提升消费者信赖感，并促成不同地点的反复购买，提高购买率。
14、麦当劳将产品的制作精确到 0.1 毫米的精度。如，严格要求牛肉原料绞碎后，一律按规定做成直径为 98.5 毫米、厚为 5.65 毫米、重为47.32 克的肉饼。食品要求标准化，无论国内国外，所有分店的食品质量和配料相同，并制定了各种操作规程和细节，如“煎汉堡包时必须翻动，切勿抛转”等。 食品 3D 打印机在实现产品均一线上具有天然优势，通过中央厨房统一配送打印用的食品原料和基材，预先编制自动化打印程序，并对用户定制部分执行模块式的优化，相比需要见明火的传统连锁食品工业而言，几乎实现了从“依葫芦画瓢”式的手工抄写到了打印机复印机复制的高精度标准化执行，大大降低了对人员的智力需求，并极大地确保了品
15、质的一贯性。过去的操作流程简化，虽然可以有效降低设备成本和时间成本，但是需要较长时间的培训 l，并且依赖各式各样的自动化高成本设备，而普及化的 3D 食品打印设备优势明显。 83.2 整合传感器技术，实现菜式的智能收录 3D 扫描技术可以十分方便地得到菜式的形态。三维扫描仪的原理非常简单：在被扫描物体表面取一些点，计算这些点与扫描仪之间的距离，当测量的点足够多，就能得到被扫描物体的轮廓，把这些点相邻的之间建立联系，就是三维立体的模型。由于不同波长的激光在空气中传播的特性被研究的很透，所以 3D 扫描仪在工业领域的应用已经非常成熟，并且工业级的产品精度非常高，可以达到0.04 毫米甚至更精确。这
16、样高的精度对于一道炒菜而言，已经达到了面包屑撒在哪个位置都可以复制的程度。 食品成分分析技术也十分成熟，它可以很快分析出食品的成分，并已开始进入日用品市场。Vessyl 智能水杯是一款外表普通但暗含着非凡特点的杯子：它总能知道它装的是什么。利用安装在内壁上的传感器，它能自动分析你倒入其中的液体的分子成分。它适用于各类袋装咖啡、啤酒、葡萄酒、冰沙、果汁等。而且它极其精确，它不仅能知道你在喝苏打水，还能准确辨别出你喝的是雪碧、斯奎特还是七喜。 科幻电影星际迷航中， “进取”号的船员使用复制器复制他们最喜欢的食物。基于诸如 3D 扫描技术和食品成分分析技术等传感技术和人工智能算法，在不久的将来，食品
17、 3D 打印将无需依赖提前编制程序，而实现“看”一道，学一道，做到极高精度的口味一致性和视觉美感。 3.3 脱水运输，降低食品物流成本 与传统物流相比，运输成本居高不下的生鲜商品，需要特别的运输车辆和管理流程。传统食品不易储存，如何做到保质保鲜 ，这关系到9用户体验。而要做到保质保“鲜” ，必须冷冻保存，冷链物流是关键，但冷链物流成本很高。加之来回的退货只能成倍的增加商品损耗，部分保质期更短的商品只能直接报废。生鲜产品的供应链上原本便有 20%的损耗率。 3D 食物打印机采用粉末状食材，可以减少食物在仓储、运输过程中的浪费。由于各种粮食含有一定的水分，容易在仓储和运输的过程中腐败变质，这些变质
18、的食品就会被扔掉。在未来用 3D 技术打印食物前，会把绝大部分粮食和肉类先加工成几乎不含有水分的粉末，在制作食物时，再往打印机的“食品墨盒”中添加各种粉末和水。这些粉末状食材被分门别类地装入真空食品袋，不仅减少了仓储和运输成本，而且可以长时间储存，在没有打开包装袋的情况下可以保存 30 年不变质。 3.4 按需配给，避免浪费，营养个性化而全面 3D 食物打印机不光是好玩有趣，它还可以避免食物浪费，从而解决全球粮食危机。平时人们无论在家做饭还是在饭馆点菜，往往采用“模糊”算法，大概差不多就行了。而且，为了保障每个人都吃得饱，会在“差不多”的基础上再加一些，多出的这些食品往往就浪费了。有了 3D打
19、印机后，它可严格按照人们的饭量准备食物，总量精确到克，可有效地减少浪费。 欧盟投入 400 万美元研发的食物 3D 打印机项目体现了对未来老龄化社会的担忧。欧盟在调查中发现，这片大陆 2025 年以后将会有逾两成人口超 65 岁。而随着人年龄的逐渐增大，对营养的要求也开始有了变化。目前，不少银发族都被要求遵循严格特制的食谱，以保障人体所需营养10及维持身体健康。此外，研究表明约有 15%到 25%的 50 岁以上高龄人群都有吞食食物方面的障碍，这一比例在养老院中更高：约为 30%至 60%。如果老年人食物摄入不足就容易诱发营养不良问题，甚至导致心理问题，比如抑郁症。由此可见，吃好一顿饭，对于老
20、人多么重要。 欧盟的科学家们希望通过在 3D 打印机墨盒中装上液态蔬菜，肉类和碳水化合物的原材料来达到打印各类更复杂食材，从而满足老年人膳食结构和营养需求，这个计划被称为 PERFORMANCE。 3D 打印机不仅能定制食物，而且还能进行大规模生产。医护人员和营养家根据个体的需求安排私人定制菜单，将蛋白质大小，营养需求，食物构造等信息之后植入 QR 码中，印在盘子上。将盘子交由各地 3D 打印机构扫码并生产相应食物，再送到各家各户或者养老院去。这样，老人们便可以依照自己的偏好选择可口的饭菜了。 3.5 改变食物口感，方便特殊人群，垂直市场潜力大 3D 打印出的食物不仅营养丰富，菜式精度高，品质一致，它还可以改变人们对食物口感的传统印象，让老人和病人从流质食物中解放出来，方便地食用美味的食品，让厨师和家庭老年人护理者可以迅速、便捷而且毫不费力地准备新鲜食物，满足病人的需求。 德国科学家研制出了一种 3D 打印的超级顺滑“凝胶状”食品，这种食品看上去就和我们每天吃的东西一样。从花椰菜到烤羊肉，这种打印食品看上去非常逼真，但口感可能会令有些人大吃一惊。这种技术将鸡肉、胡萝卜和水果等平常的食物解构，变成一种可以不用咀嚼的顺滑形式，然后将其重新打造成普通食品所具有的外观。
