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明天吃什麼?3D列印料理與人類味覺的魔幻廚房

2021/07/16 轉角說

圖為2020年6月29日,一家以色列新創公司 Redefine Meat展示切割...
圖為2020年6月29日,一家以色列新創公司 Redefine Meat展示切割了一塊未煮熟的植物性牛排。 圖/路透社

拜訪位於麻薩諸塞州內蒂克(Natick)的美國陸軍工程研究與發展中心(U.S. ArmyResearch Development and Engineering Center)創新食品實驗室(Food Innovation Laboratory)時,我人剛到十分鐘,就看到名為「福迪尼」(Foodini)的機器人開始違抗軍令。機械工程師岡本邁可(Michael Okamoto)和食品化學家瑪麗.薛拉(Mary Scerra)正在頂頭上司實驗室主任蘿倫.歐雷斯克(Lauren Oleksyk)面前,進行福迪尼機器人試運轉。我們四個人圍著機器人,它的形狀和尺寸跟大型微波爐差不多,設定成會利用3D列印技術印製可食用的物品。

我們朝福迪尼的玻璃窗口內側窺看,目不轉睛盯著即將進行的這項看似簡單的任務:製造出分成上下兩層的點心,如果一切順利,成品會是一份上面放了一枚酪梨印製陸軍星星的單面三明治。

大多數3D印表機(在創客/自造者圈內也稱為「創客機器人」〔maker bot〕)印製的都是塑膠材質物品。3D印表機噴出凝固速度很快的液態聚合物,以點狀或線狀層層噴塗,並疊加構成任何想像得到的形狀,可能是橡膠小鴨、精密機器零件,甚至自製槍枝。歐雷斯克於2016年時向岡本提議,將一台商用3D印表機改造成可列印食物糊泥材質的機型。

圖為在實驗室裡列印試印失敗的鷹嘴豆泥麵餅加酪梨星星。 圖/© 2019 by A...
圖為在實驗室裡列印試印失敗的鷹嘴豆泥麵餅加酪梨星星。 圖/© 2019 by Amanda Little|出自《明天吃什麼》 © 臉譜出版 2021

岡本照做了,接著列印出各式各樣的幾何甜點:蜂巢形和六邊形的巧克力、螺旋狀的杏仁膏塊,還有解構版瑞氏花生醬巧克力(Reese'sPeanut Butter Cup)—在好幾層巧克力上面放上特別營養的花生醬立方體所製成。他們的實驗成果美妙奪目,讓人忍不住揣想,這種走高級美食路線的實驗為何會出現在美國軍方實驗室。

「未來的士兵在戰場上吃的不會是米其林三星級甜點,」歐雷斯克說,「但也不會是吃塑膠,以上回答大家通常會問我的第一題。」她的團隊嘗試列印一些時髦花俏的甜點,「單純是因為高糖分的材料容易塑形」。歐雷斯克的團隊只是將印製甜食當成初步的研究探索,真正的目標更加宏大而複雜,據她形容是「隨選印製可快速滿足一名戰士所有營養需求的整份正餐。」

「我覺得3D列印最棒的是潛力無窮,可以提供新鮮且養分齊全的軍用口糧,」歐雷斯克說,「我們可以生產更純淨美味的客製化食物,比起軍人現在吃的更健康十倍、百倍,甚至千倍,產生的剩食也更少。」

圖為3D列印製成的食物塊粒。 圖/© Food Innovation Labor...
圖為3D列印製成的食物塊粒。 圖/© Food Innovation Laboratory, U.S. Army Research Development and Engineering Center|出自《明天吃什麼》 © 臉譜出版 2021

內蒂克的研發中心約有1,600名員工,除了軍用口糧之外,也負責生產士兵在戰場上穿戴、使用的所有服裝、裝備和掩蔽物。歐雷斯克開始在中心工作時,作戰軍糧指揮部(Combat FeedingDirectorate)的科學家剛好接獲為所有軍種提供口糧的任務,他們埋頭研發類似「附肉汁的烘肉餅」或「焗烤火雞義大利麵」等吃了很有飽足感,且不冷藏可保存三年的主菜。研發的成果即為「單兵即食口糧」(MRE;Meals, Ready to Eat)。

單兵即食口糧是預煮並經過超高溫殺菌的厚塑膠袋包裝餐食,內容物是浸泡在糖蜜般黏稠的醬汁裡、摻了一堆化學防腐劑的不明肉塊,很難讓人提起胃口。但是相比之前數十年的口糧,諸如裝在笨重罐頭裡的類午餐肉,和稍微粗手粗腳碰到就會壓得粉碎的冷凍乾燥食品包,已經有所進步。歐雷斯克很快就找到很好的導師:化學家丹.伯寇威茨(Dan Berkowitz),他發明了一種搭配單兵即食口糧、可長保「新鮮」(不會乾硬或發黴)的麵包。她在數個月內協助伯寇威茨破解「三年不壞麵包」的配方,之後不僅以此取得專利,也在研發中心得到正式工作。

32年後,蘿倫仍在同一間實驗室工作,帶領化學家、生物學家和工程師組成的團隊共同面對全新的挑戰。在這段期間,她幫忙創下作戰軍糧指揮部許多「第一」的紀錄:第一款可在戰地使用的單兵即食口糧無焰加熱袋(歐雷斯克的另一件專利);第一款可吸走氧氣、延長食物保鮮時間的脫氧塑膠聚合物包材;第一款專為高空任務飛行員設計的管狀食品;和第一款在炎熱環境中仍保持固態的高熔點巧克力。

圖為2008年,幾名美軍士兵在阿富汗-巴基斯坦的邊境吃MRE。 圖/法新社
圖為2008年,幾名美軍士兵在阿富汗-巴基斯坦的邊境吃MRE。 圖/法新社

她的團隊最近研發出全世界第一個她所謂的「三年不壞披薩」,該產品運用了她在1980年代初期成功發想的麵包概念,再加上醬料、乳酪和義式辣味香腸。

能讓蔬菜、肉類和乳酪在非低溫環境下保存數年卻不溼軟發黴,是化學領域很不可思議的成就,歐雷斯克告訴我。「隨便問一位士兵希望我們如何改良口糧,他們會說:『我們在遠地最懷念的就是披薩』。」但是若論新穎性或將來的潛在效益,即使是披薩口糧也不值一提。「現在已經進入我入行30年來最奇特非凡的創新發明時刻,尤其是最近這幾年,」她說,「機器人學、感測元件和大數據紛紛興起,簡直是科技大爆發。」

客製個人化營養品的概念並非源自歐雷斯克的實驗室。雀巢和金寶湯公司(Campbell's Soup Company)等食品業龍頭皆在近年投資提供個人化飲食服務的新創公司,例如「鮮食」(Freshly)餐點外送公司,以及依據顧客基因檢測結果設計個人化飲食菜單的「好習慣」(Habit)營養諮詢服務。「未來最重要的趨勢會是飲食個人化,」前金寶湯公司執行長丹妮絲.莫里森(Denise Morrison)告訴我,「監測個人營養需求和客製化飲食會更加便捷容易,價格也不再高不可攀。」

至於歐雷斯克也與其他非官方機構合作,以加快研發進程, 合作夥伴包括以3D列印技術獨步全球的荷蘭國家應用科學研究院(TNO)。「我們進行每項研發,都有學術界或產業界的合作夥伴參與,」她表示,「目標是透過研究結果為士兵謀福利,但最終仍是要讓美國家家戶戶都受惠 。」

2014年2月6日,幾名食品研究人員在美國陸軍納蒂克士兵研究中心的廚房裡準備製作...
2014年2月6日,幾名食品研究人員在美國陸軍納蒂克士兵研究中心的廚房裡準備製作MRE比薩的原料。 圖/美聯社

傳說中的MRE比薩。 圖/路透社
傳說中的MRE比薩。 圖/路透社

推動歐雷斯克最新研發專案的不只是日新月異的科技,還有士兵群體人口結構上,以及士兵個人口味上的改變。每年食用歐雷斯克所研發口糧的軍方人員約有210萬人,入伍平均年齡不到21歲,最高年齡上限是39歲——這是1995年後出生的Z世代。

「這一代士兵在飲食需求和偏好上,和過去30年我碰過的任何一代士兵相比起來,已經有很大的不同。」歐雷斯克說。有人口結構和文化層面上的改變:現在應募兵員中有更多拉丁裔;更多吃清真食品的穆斯林;更多素食者;更多人關注剩食和包裝浪費問題(單兵即食口糧就很浪費食物和包裝);也有更多人關注食品標誌、營養成分、營養含量高低,以及飲食是否有助提升體能表現。

「我們現在要餵飽的士兵是戴Fitbit 智能健身手錶的世代,他們很習慣監控自己的體溫、脈搏、血壓等徵象和健康狀況。他們也更熱衷有助提升體力表現的食物,他們會來跟我們說:『我們想吃能讓自己更有戰力的東西』,」歐雷斯克說,「他們不想吃有化學添加物的東西,不想吃進太多糖。我們接收到『想喝真正的果汁』、『不要來路不明的碎肉』之類的需求,五年前還沒有人這樣反應過。」

歐雷斯克指出,入伍士兵的取樣可以代表他們所屬的整個世代,而Z世代如今約占全美人口的四分之一,是比還在世上的嬰兒潮世代和X世代更大的一群。「不只是入伍士兵,在許多美國年輕人身上也可以看到這樣的文化和生物物理學演變趨勢。」「我想可以很有把握地說,未來無論是軍用口糧或民眾吃的食物,客製化程度都會愈來愈高。」

 圖/路透社
圖/路透社

圖為3D列印食物新創公司 Novameat 的創始人斯科奧尼(Giuseppe ...
圖為3D列印食物新創公司 Novameat 的創始人斯科奧尼(Giuseppe Scionti),正在切割用 3D 列印出來的純素牛排。 圖/路透社

或許因為戰場上只獲配發軍用口糧的士兵主要關注的,確實是該怎麼活下來,所以我對歐雷斯克的代餐食品科技很好奇,但並不覺得駭人可怖。明明是相同概念,只是對象從士兵換成平民百姓,我對代餐的第一個反應卻是(或許和大多數人一樣)懷疑中隱約帶著一點厭惡反胃。它們代表的如果不是食物的死亡,那麼至少是食物靈魂的死亡。它基本上只是充飢解餓的可食物質,平淡乏味且過度簡化。

然而不經意之間,我吃飯的方式常常跟士兵差不多,只是為了充飢然後繼續執行任務。我的早餐常常是兒女沒吃完留在餐盤裡的任何剩菜,我站著吃,同時一邊洗碗和檢查新的電子郵件。

我從小吃母親和祖母煮的飯菜長大,她們疼愛家人而且投注極大心力準備餐食,一天通常會花數小時買菜、備料、煮全家要吃的三餐和餐後的收拾清潔。我們現在還在努力奮戰,希望守護全家一起吃的晚餐。每週會有幾次,我們留出一、兩個小時的空檔一起煮飯和用餐,讓食物發揮它的看家本領——讓五感沉浸其中,吸引我們待在家裡,將全家人連結在一起。無論我們喜歡與否,以增加糧食供應、用更少力氣生產更多營養主食為目標的一連串漫長科技實驗已綿延超過萬年。

 圖/路透社
圖/路透社

圖為2018年,荷蘭阿姆斯特丹一個農夫市集。 圖/維基共享
圖為2018年,荷蘭阿姆斯特丹一個農夫市集。 圖/維基共享

示意圖,美國名廚格蘭特·阿查茲(Grant Achatz)在米其林三星餐廳 Al...
示意圖,美國名廚格蘭特·阿查茲(Grant Achatz)在米其林三星餐廳 Alinea 展示分子料理。 圖:維基共享

於是我又回到一開始我在整缸蔬菜塊粒裡挖掏時不斷思索的問題:我們的處境究竟有多糟?這一長串的科技實驗究竟要走向何方?我們能否合理甚至負責任地大膽希望:人類是在朝好的方向邁進?我們想要的不只是未來將會有足夠糧食供我們所有人存活,還有我們的料理傳統,包括新鮮食物的供給在內,也要傳承延續下去才行。

答案很明確且直接,是肯定的。答案是我們的處境並非最糟,但我們也無法擺脫眼前的艱鉅挑戰。

至少在可預見的未來,關於想吃的食物種類,以及想要支持演變中的糧食體系內哪些層面,我們很多人都會享有比今天更多的選擇。如果想要繼續享用在地小批生產、受土壤和陽光滋養的有機農產,而且也願意接受較高的價格,那麼你很有可能在未來很長一段時間都能繼續這麼做。如果想尋求營養成分高度個人化的飲食,攝食最有益健康的客製化食品,也有這個選項。

 圖/美聯社
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但我們仍必須權衡取捨。為了要持續生產我們喜愛的傳統食物,支撐糧食體系的基礎,包括未來生產蔬果、穀物,以及奶、魚、肉等蛋白質來源的方法、工具和技術都將會改變,方式可能細微,也可能激烈。我們會需要熱情的在地社運人士持續保護這些傳統,也需要州政府和聯邦政府制定更強力的政策,以引導農民實行更智慧、有效率的農法。

我們會需要強健的在地有機小農網絡,但也需要做法有所改善的大規模工業化農業。我們會需要智慧魚類養殖場、人工智慧機器人、優良的基改作物和基因編輯作物,另一方面也同樣需要守護祖傳品種植物。我們會需要健康肥沃的表土,但也需要埋於土壤中的智慧感測器蒐集的數據資料。

我們必須創新——同時保持謙卑的心。

 圖/路透社
圖/路透社


《明天吃什麼:AI農地、3D列印食物、培養肉、無剩食運動……到全球食物生產最前線,看科學家、農人、環保人士在無可避免的氣候災難下,如何為人類找到糧食永續的出路》

作者: 亞曼達.利特

出版社:臉譜出版

出版日期:2021/7/7

內容簡介:日漸攀升的年均氣溫、不斷膨脹的全球人口、益發稀缺的天然資源,與節節下降的農地面積……我們習以為常的餐桌風景,即將不復存在——人類的明天可否產出足夠的糧食?又能吃些什麼,以維繫文明存續?


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