壽司可以列印,還能帶上太空?山形大學古川團隊從照護到宇宙的未來食物技術

文.圖|黃嘉琳(大享食育協會秘書長)

3D列印食物?

腦中浮現的畫面是哆啦A夢從肚子口袋裡掏出一台機器慢慢擠出果凍狀的食材?還是十多年前動畫《食破天驚》(Cloudy with a Chance of Meatballs)裡的向空氣點餐,一鍵搞定的奇幻場景?

如今,這些未來想像正逐步實現。

2024年6月於大阪舉行的日本第19回食育推進全國大會上,山形大學古川英光教授領軍的研究團隊展示了一系列3D食品列印技術,從擬真的壽司、蔬菜,到應用於高齡照護、食物保存與太空人餐點的技術整合,令人驚艷。

這些設備不只是「會做菜的機器」,而是面對身體限制、文化記憶與永續環境等多重課題時,當前科技所提供的回應與解方。

失能長者也能吃的真壽司

古川教授近年投入「軟質溼性材料(soft and wet materials)」研究,並將其應用於食品製作。他的團隊開發出YAWARAKA 3D食品列印系統,專為高齡長者與吞嚥困難者設計,製作出外觀擬真、質地可調整的食物。

在食育推進全國大會的展攤,我們看到許多3D列印樣品,包括蝦仁、壽司、蔬菜等,造型幾乎與原來的食物無異,但卻具有入口即化的口感。研究人員設計了三種咀嚼等級:牙齒可咬、舌頭可壓碎、舌頭可壓平,配合不同吞嚥能力者的需要。現場展示了「假牙機器」,讓我們可實際體驗實驗室裡測試模擬長者的咀嚼狀況。

圖:古川教授正在向參觀民眾介紹假牙機器

或許有人會質疑:吃進口裡都一樣了,做成baby food的泥狀不就好了,何須大費周章地做出外型相近的模樣呢?古川教授說,

重建食物的外觀與口感對長輩來說是有意義的,看到喜愛且熟悉的食物,有助於喚醒記憶、提升食慾與加強進食意願,對營養改善與尊嚴照顧皆具正面效益。

食物粉末化:冷凍保存10年以上的惜食實踐

古川團隊亦致力於食材的粉末保存處理。透過-22°C急速冷凍與低溫粉碎,他們嘗試將盛產、格外品甚至即期食材如蔬菜、水果、肉品等製成細緻的乾燥粉末。古川教授強調,採用低溫粉碎技術的最大優點,在於能盡可能地完整保留原食材的營養與香氣、風味。

這些粉末可在常溫下保存超過十年,作為3D列印食品的原料「墨水」,依需求調製成不同口感與營養成分的食品。

展示樣品中,我們看到以透明瓶裝的粉末標本,包括甜菜、南瓜、毛豆、菠菜、雞肝、葡萄乾、咖啡、芝麻、木耳等多樣化食材,呈現出飲食「色香味」的保留、再製與重組的可能性。

這樣的技術在災難食、偏鄉醫療、冷鏈供應不穩定的地區,或是太空任務的長期糧食儲備上,展現出高度的應用潛力。

便利商店也能變成「食品加工廠」?

除了在高齡照護或災難備糧上的應用,古川教授的團隊也設想了3D食品列印技術在日常生活中的擴展場景。所謂的「微型都市食品工廠」構想,便是將這樣的設備導入如便利商店般的小型空間中。

未來便利商店或許不只賣便當,而是客製化餐點的現場製作點。顧客可以依照個人需求設定口味、成分過敏、宗教飲食規範等條件,由食品列印機現場製作出專屬餐點。

這樣的應用減少了庫存浪費,也讓特定需求的族群更容易獲得適合自己的飲食選擇。搭配粉末原料與即時製作機能,便利商店將成為「食物生產」的一環,結合永續與健康雙重目標。

壽司上太空:無重力環境中的列印挑戰

山形大學團隊自2019年起與IHI Aerospace展開合作,投入太空環境中可使用的食品列印設備開發。

2023年,他們於Tokyo Japan Mobility Show展出以魚漿製作的「太空壽司」,透過噴頭技術,從上方將糊狀食材逐層堆疊成型,並設計避免在無重力環境中食材漂浮的列印方式。

未來目標是將設備小型化至便當盒大小,便於搭載進太空船艙,作為個人化的太空食品製造裝置。技術研發之餘,團隊也思考,這樣的設計能否協助太空人在遠離地球的過程中,保有飲食的文化連結與心理慰藉。

圖:古川教授(右)於食育推進全國大會現場論壇分享計畫內容

從照護到太空:重新思考食物與人的關係

山形大學團隊所呈現的,有技術層面的創新,也有一種對「吃」的重新詮釋,以科技研發回應當代難題:怎麼讓失能長者吃得有尊嚴?如何讓食材延長生命?便利商店是否可能成為日常製造的一部分?

還有,當人類飛出地球,還能在每日生命維繫的飲食中保留多少食物的情感與記憶?