如何 3D 列印不會崩壞的蛋糕？

香蕉 BANANE

香蕉富含澱粉與纖維且相當滋補，比起當成配菜來烹調，更常被做成儲備食物、早餐或單作甜點。我們來解讀一下它的芳香特徵，看看在烹飪和烘焙時能有什麼新方法吧！

熟香蕉與辛辣食物是絕配？香蕉與熱料理的完美結合

乙酸異戊酯是產生香蕉氣味的主要酯類，很容易就能合成（這甚至是高中實驗課的主題），而且每個人都能立刻認出香蕉糖的氣味。如果把香蕉煮熟，青綠氣息就會消失，反觀甜甜的香氣和幾乎熟過頭的果香就會增強。你可以將整條香蕉連皮一起煮，比方在上頭戳幾個孔，用一些香料調味，或用鋁箔紙／烘焙紙把整根香蕉包起來做烹飪，如此所有的滋味都能被保留起來。但是不要吃香蕉皮喔，食用之前一定要去皮。

煮熟的香蕉，一方面能和甜甜的焦糖化食物完美搭配，又與辛辣、烘烤及發酵食物是絕配。如果把香蕉煎過或烤過，梅納反應所產生的氣味效果更佳，並能與肉類和魚做搭配。品嘗時要注意，溫度是產生烘焙香氣的關鍵。另外，香蕉所含的澱粉，在熱熱的時候尤其能延長口中餘韻。

香蕉生吃有綠質草本香？生香蕉的奇妙組合

還記得薄酒萊新酒著名的香蕉風味嗎？香蕉和這種酒確實有一些共同分子^*。為了讓這些綠質香氣綻放，香蕉必須是生的，可切成條或磨成細緻果肉。如果選擇生吃，請在要吃的時候再切開調味。揮發性化合物非常脆弱，香蕉這種水果氧化得非常快（青蘋果跟香草植物也是如此），所以要最後一刻再做準備！

*：即乙酸異戊酯（acétate d’isoamyle），以及十六酸乙酯（hexadecanoate d’éthyle）、己酸 2- 庚酯（hexanoate de 2-heptyle）等花香和果香分子。

馬上就來試試看！香蕉創新食譜：花生粉裹雞排佐嫩煎香蕉

• 準備花生：將花生搗碎，放入平底鍋中（乾）煎，微微烘烤。
• 煮雞肉：將雞腿肉去骨（最好是雞大腿部位，但如果不行的話，可以只用雞里肌）。將雞肉放入花生粉裡滾一下，煎過後放進溫熱的烤箱中完成烹飪。
• 準備香蕉：在煎鍋裡，用少許花生油煎的香蕉（不要過熟）。完成時，加點士麥那葡萄乾（Smyrne）。
• 擺盤：將雞肉、煎好的香蕉和濃縮肉汁擺在一起享用。

不同變化：煙燻風味的香蕉 BBQ

將整根香蕉連皮一起做成 BBQ。讓香蕉皮焦掉（就像燒烤茄子一樣），靜置放涼後再取出略帶煙燻味的果肉。

——本文摘自 拉斐爾．歐蒙（Raphaël Haumont）、提耶里．馬克思（Thierry
Marx），《料理滋味創意地圖：法國材料物理化學專家聯手米其林主廚，15種香調、80種常見蔬果食材的氣味因子，探索 1,500 種創新風味搭配！》，2024 年 8 月，積木文化，未經同意請勿轉載。

「那無疑是我從沒嚐過的味道」，論文的第一兼通訊作者 Jonathan David Blutinger 回想起初期的失敗，委婉地承認：「其實不難吃，只是與眾不同。我們畢竟不是米其林大廚。」^[1]所幸皇天不負苦心人，在多次修正後，美國哥倫比亞大學的團隊，終於做出原料一樣，但是不再坍塌的蛋糕，並於 2023 年 3 月的《npj 食品科學》（npj Science of Food）期刊上分享食譜。^[2]

3D 列印蛋糕的食譜

研究團隊的終極目標，是希望將來任何人均能用簡單的軟體烹飪，3D 列印再雷射加熱，創造經濟、健康且美味的餐點。他們選擇的食材相當普遍，全部都從美國紐約的 Appletree Market 超商購買。^[2]

材料

Skippy 花生醬、J.M. Smucker 草莓果醬、Nutella 榛果巧克力醬、Betty Crocker 糖霜、Krasdale櫻桃淋醬、拿叉子搗爛的香蕉泥；以及用食物調理機攪 2 分鐘製成的全麥餅乾糊（8 塊全麥餅乾、2 湯匙的牛油和 4 茶匙的水）。^[2]

步驟

（1）冷藏材料，使其變得濃稠，以穩定結構。^[2]

（2）把各種材料灌入分別的 7 支針筒（30ml；14 gauge）。^[2]

（3）將針筒裝進特製的 3D 食物印表機。^[2]

（4）把壓克力餐盤擺在 3D 印表機下，盛接針筒擠出的條狀物。其直徑約 1.5 毫米，會逐漸累積出蛋糕的半成品。^[2]

（5）論文有寫到運用藍光和紅外線，為蛋糕加熱。不過，實驗方法的段落，僅提及 3D 印表機附設的藍光雷射二極體（blue laser diode），也就是下圖中黑色的長方體。^[2]

從上面的影片，可見早期幾個版本的蛋糕，非常容易崩垮。^[2]研究團隊於是依據物質受力變形時，展現的黏性和彈性特質，即黏彈性（viscoelasticity），將食材分為「結構」與「填料」兩類，並在軟體中改變設計：^{[2, 3]}用結構性強的全麥餅乾糊，作為蛋糕各層的形狀基礎，又以花生醬和榛果巧克力醬輔助支撐，再填入其他相對柔軟的原料。最後，他們調整 3D 印表機的針筒高度，並減緩列印的速度。如此擠出來的流體，尾端便不會蜷曲。能避免繩捲效應（coiling effect或rope-coil effect），破壞蛋糕表面的平整。要不然有時會出現本文開頭的圖組中，最末一塊蛋糕那種毛躁的外貌。^[2]

3D 列印食品的推廣

目前 3D 列印食物尚未普及，此蛋糕的成形有如曇花一現。這一方面是基於科技新穎，懂得操作的人還少；另方面則因為這種印表機索價不菲，不是誰都玩得起。如果要商業化，研究團隊認為得採取 Gillette 刮鬍刀和 Nespresso 咖啡機的經營模式：壓低主要產品本身的價格，後續再從耗材獲利。換句話說，廠商賣出廉價的 3D 食物印表機，之後消費者就會以零買或長期訂購的模式，購買列印用的食譜和食物匣。食物匣的內容物，發展空間多元。除了碎肉和花生醬等泥狀物；也能推出醬油、橄欖油等液體；食鹽與胡椒之類的顆粒；還有百里香或香芹這類碎片等，任何可食用的東西。^[2]

此外，在薄利多銷和產品開發的同時，也要提升大眾的接受度。偏好天然食材，或是不信任食品產業，都是對 3D 食物列印存有疑慮的原因。研究團隊提出的解方，是宣傳它的好處，例如：精準調配營養，不浪費材料；降低能源耗損；以及客製化的食譜等。^[2]當然，似乎也就避而不談犧牲纖維質，以求列印順暢等問題。^[1]總之，他們描繪出科技烹飪的美好願景，並且排除萬難，要讓飲食邁向全新時代。倘若有天上述的市場成熟，產品賣相比論文中的蛋糕誘人，您會願意品嚐嗎？

致謝

特別感謝許凱勝先生協助確認技術細節。

1. Sample I. (22 MAR 2023) ‘Have your cake and print it: the 3D culinary revolution is coming’. The Guardian.
2. Blutinger, J.D., Cooper, C.C., Karthik, S. et al. (2023) ‘The future of software-controlled cooking’. npj Science of Food, 7, 6.
3. Gan H, LAM Y. (2008). ‘Viscoelasticity’. In: Li, D. (eds) Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics. Springer, Boston, MA.

本文轉載自食藥好文網

• 文／黃育琳 食品技師

你喜歡吃香腸嗎？香腸嚐起來不但鹹甜多汁，飄散出來的香氣更是令人口水直流，是日常的菜色之一。

然而，香腸的內部環境容易滋生肉毒桿菌，並產生對人類最強的毒素「肉毒桿菌毒素（botulinum toxin）」，只需要 1 克便能毒死一百萬人。

為了避免吃香腸出人命，則需要在香腸內添加亞硝酸鹽以抑制肉毒桿菌生長，但亞硝酸鹽碰到二級胺（通常不新鮮的肉類或海鮮因產生發酵作用或腐敗而生成）可能會產生致癌物質亞硝胺（nitrosamines），一種經動物實驗結果顯示會導致腫瘤的致癌物質。

天啊！聽起來加與不加，兩邊都很不妙，那我們為什麼還繼續吃下去呢？

這裡忽略了一個很重要的資訊，若導致亞硝酸鹽中毒，需要有一定「劑量」。我們應該去思考，人類如何在不會導致中毒的劑量下，有效運用亞硝酸鹽這個物質 ^[1]？

毒理學中最重要的概念「劑量」

亞硝酸鹽是衛生福利部食品藥物管理署正面表列的合法食品添加物，只要按《食品添加物使用範圍及限量暨規格標準》限量添加（劑量遠低於導致中毒的劑量），那它對人體不但沒有危害，反而能讓我們免於受到肉毒桿菌毒素的威脅。

若是選擇完全不使用亞硝酸鹽，那麼肉毒桿菌毒素中毒的風險則會大大增加。相較之下，使用亞硝酸鹽必然安全許多，既然這樣，世界上還有無毒物質的存在嗎？

毒理學之父 Paracelsus 先生（西元 1493-1541 年）曾說：「所有化學物質都有毒，世界上沒有不毒的化學物質，但依使用劑量的多寡，可區分為毒物或藥物。」這也是毒理學最重要的基礎概念 ^[註]。

所以世界上並不存在完全無毒的食品，只要過量都可能會導致中毒甚至致死，單純用致癌物、有害物質來區分所有物質其實並不正確，而是要注意它的「劑量」。

當然，加工食品也是同樣的道理。

加工食品吃了不好？也是由劑量決定

常聽大家說，常吃加工食品會對人體有害，對健康造成負擔，但是真的完全都不能吃嗎？

適量吃加工食品對身體是不會造危害的，大家所認為天然非加工食品吃太多也一樣會出事。如維繫人體生命的必需物質「水」，這個看似無害的物質，喝太多卻會造成水中毒。

或者是「母乳」這個直接來自人體的物質，也都可能含有微量抗生素、重金屬或塑化劑等，因為人體在長久接觸整個大環境中的污染後，多少會有毒素累積，要完全無毒是不可能的 ^[2]。

許多人說加工食品之所以不好，是因為有部分加工食品，如早餐加糖的穀片、汽水、零食餅乾、罐裝高湯或熱狗等，糖份、鹽份和脂肪含量通常很高，也沒有其它營養價值，吃太多確實會對身體帶來負擔。

另一方面，前面提到的肉毒桿菌毒素，現在已廣泛應用於去除皺紋、瘦臉或瘦腿等醫學美容；人人聞之色變的劇毒「砒霜」，還可以應用在急性前骨髓細胞白血病（APL）的治療 ^[2]。

只要使用正確的「劑量」，毒藥也可以變仙丹。

要如何判別毒性大小？看半數致死劑量

如此重要的劑量該怎麼看呢？在毒理學觀察物質毒性大小時，有一項很常用的工具——半數致死劑量 LD₅₀。

不同用量的化學物質，實驗動物死亡率亦各不相同，通常物質的劑量與實驗動物的死亡率呈現正比。而半數致死劑量（lethal dosage 50%, LD₅₀），指的就是在動物實驗中，使實驗動物產生 50% 死亡率所需要的化學物質之劑量，值愈小表示毒性愈強。

如肉毒桿菌毒素 LD₅₀ 約為 100 ng/kg（毒素重量/實驗動物重量），小白鼠的體重為 0.02 公斤，所以只需要 2 奈克（10^-9 克），就可以使一半的實驗小白鼠死亡；日常生活中的食鹽（氯化鈉） LD₅₀ 約為 40 g/kg，需要 0.8 克才能使一半的實驗小白鼠死亡，兩者的毒性可說是天差地遠 ^[3]。

不過在日常生活中，若要妥善運用食品添加物、農藥等物質，就先得找出不會導致中毒的劑量，也就是「無明顯不良反應劑量（no-observed-adverse-effect-level, NOAEL）」。

它是指在動物實驗中，統計上未觀察到任何不良反應的最大劑量，在後續制定容許量時，NOAEL 是很重要的參考指標 ^[1]。

「每日可接受攝取量」v.s.「最大殘留容許量」或「使用限量」

若是要找出「人」即使長期每天攝取，也不會對健康造成危害的量，科學家們會根據動物實驗，計算出「每日可接受攝取量（acceptable daily intake, ADI），這個數值將作為政府單位作為安全評估的界線，於此界線下會再考量到飲食習慣或田間施藥測試結果，訂定更嚴格的使用限量(如：食品添加物)或最大殘留容許量（maximal residue level, MRL）作為行政執法的依據，超標的廠商將受到懲罰。

但是超標並不代表會中毒，使用限量或 MRL 是依據一般飲食習慣設定，每日的「總曝露量」遠低於 ADI，對人體不會有不良影響。使用限量或 MRL 皆是在科學的基礎下所計算出的管制劑量，對於在管理食品添加物或農藥殘留是非常重要的 ^[1]。

毒物學所熟知的「劑量」，大眾也應瞭解

有了劑量的觀念即可明白，即使不小心喝到一杯某一農藥殘留超標 MRL 5 倍的茶飲料，雖然聽起來很可怕，但其農藥總暴露量可能仍遠低於 ADI，更低於 NOAEL，故不需為此感到恐慌。

當大眾看到不認識的毒物名稱時，很容易被恐懼帶著走。而食品安全無法僅靠科學去維護，也需要消費者、媒體、政府和食品業界一起努力，才能做好安全把關。

因此我們應該了解到食品安全資訊，是需要培養深入認知與討論議題的能力，才能避免流於情緒的宣洩或受到媒體的操弄。

註解

原文為 “All substances are poisons; there is none which is not a poison. The right dose differentiates the poison from a remedy.” ^[3]。

1. 陳亭瑋，2022。這是毒還是藥？先搞懂「每日容許攝取量」和「最大殘留安全容許量」吧！。行政院環境保護署毒物及化學物質局。
2. 李霜茹，2017。怎麼決定多少「劑量」對人體有害？── 「PanSci TALK：食品安全基本功」──「PanSci。食藥好文網 TFDA。
3. Shibamoto, T. and Bjeldanes, L. F. 2009. Introduction to food toxicology.

雞蛋是我們日常生活中重要的食物之一，像是蛋餅、蛋捲、蛋包飯、玉子燒、茶碗蒸、烤布丁或雞蛋糕等，處處都可見到它的蹤影。

然而，今年的「缺蛋危機」不只蛋價變貴，蛋量還大幅減少，令人感到蛋蛋的哀傷。而這也大大影響到國內的蛋糕業者，不少蛋糕業者開始減量供應，當日蛋糕賣完即提早打烊，時間不固定。

知名麵包舖佳湘麵包，一度停售人氣商品蜂蜜蛋糕和布丁^[1]；更慘的是，位在澎湖販售脆皮雞蛋糕的網紅名店澎湖龜，直接宣布今年暫停營業^[2]，由此可見蛋對於製作蛋糕有多麽重要。

那麼雞蛋在蛋糕中到底有什麼重要功能呢？

首先，就從蛋的構造開始說起吧！

雞蛋的構造與營養價值

雞蛋的構造從外側依序由蛋殼、蛋殼膜、蛋白、蛋黃及繫帶所構成，兩層蛋殼膜於鈍端包圍出一個空間，稱為「氣室」，氣室會隨著蛋儲放時間延長，導致水分蒸發而變大^[3]。

重量而言，一顆雞蛋中的蛋殼約佔蛋重之 10%、蛋白約佔 60% ，蛋黃約佔 30%。

蛋黃係母雞卵巢所排出的卵，如果有受精則內含胚胎，是受精胚胎發育成小雞的主要能量來源。在卵進入輸卵管之後，輸卵管會分泌蛋白，在卵的周圍形成蛋白層，以幫助受精蛋中的胚胎發育，接著依序形成蛋殼膜和蛋殼。蛋殼的主要成分為碳酸鈣，殼上佈滿無數氣孔，可提供受精蛋中胚胎呼吸所需的氧氣交換^[4]。

雞蛋也是優質完全蛋白質之來源，一顆蛋就幾乎涵蓋人體必需的所有營養物質，如蛋白質、脂肪、卵黃素、卵磷脂、維生素和鐵、鈣、 鉀等人體所需要的礦物質^[3]。

蛋糕的麵糊攪拌程度要根據「比重」判斷

雞蛋是製作蛋糕重要的原料之一，在蛋糕製作過程中，麵糊的攪拌是影響蛋糕成敗的關鍵，因為麵糊在攪拌過程中會不斷地拌入空氣，攪拌程度恰當與否會決定蛋糕的品質。

為此我們需要根據不同類型蛋糕之標準比重，作為攪拌程度的參考，比重是蛋糕「麵糊的重量」與「體積」的比，計算公式為：

比重 = 相同容積之麵糊重／相同容積之水重

空氣拌入愈多，蛋糕的比重愈小，烤出來的蛋糕體積愈大，組織亦較鬆軟。如果過度攪拌，則因拌入太多的空氣，蛋糕組織會變得粗糙，氣孔太多，使烤出來的蛋糕水分損失太多。若攪拌不夠，則拌入的空氣太少，蛋糕進爐後膨脹無力，內部組織堅韌，所以每種蛋糕在攪拌時其麵糊都有一定的比重^[5]。

至於蛋糕的種類，可依照使用的原料、攪打方式和麵糊性質的不同分為三大類，分別為麵糊類、乳沫類和戚風類三種。

蛋糕分成麵糊類、乳沫類和戚風類

一、麵糊類（batter type）蛋糕

是利用大量的固體氫化油脂（shortening），以粉油或糖油拌合法，使麵糊於攪拌時能拌入空氣，進爐烤焙受熱後讓蛋糕體膨大。攪打完成之麵糊在三類蛋糕中的比重最大，約為 0.85；配方中油含量也是三類蛋糕中最高，是為了潤滑麵糊，產生柔軟的組織。

當配方中油脂含量佔麵粉量的 60% 以上時，不需使用化學膨大劑，只要利用油脂在攪拌過程中拌入空氣即可使蛋糕膨脹；當油脂用量低於 60% 麵粉量時，則需要添加發粉或小蘇打以幫助蛋糕膨大。

該類蛋糕組織緊密堅實、口感較硬，風味濃郁潤醇，如奶油蛋糕、水果蛋糕、磅蛋糕等皆屬之。

二、乳沫類（foam type）蛋糕

是利用雞蛋的起泡性，將其與砂糖攪拌拌入大量空氣形成泡沫（泡沫即是將空氣保留於蛋白質薄膜中），再拌入經過篩的粉料後烤焙，過程中氣泡因受熱而持續膨脹，最終薄膜固化而形成蛋糕的支架與組織。

乳沫類蛋糕可不需添加膨大劑，麵糊比重約為 0.46，產品組織鬆軟且富彈性，又可因使用雞蛋的成分不同，又分成：

• 蛋白類（meringue type）：僅使用「蛋白」作為蛋糕膨發的主要原料，如天使蛋糕。
• 海綿類（sponge type）：使用「全蛋」或「蛋黃」作為蛋糕膨發的主要原料，如海綿蛋糕、蜂蜜蛋糕、瑞士捲的蛋糕體。

三、戚風類（chiffon type）蛋糕

綜合麵糊類與乳沫類蛋糕的做法，在製作時分別製作「麵糊」與「蛋白霜」，最後將兩者拌勻後送入烤箱烤焙成型。同時具有麵糊與乳沫的特性，水分含量豐富，鬆軟度亦介於乳沫類與麵糊類之間，

麵糊比重最小，約為 0.43，蛋糕體積最大，組織細緻鬆軟，水分充足，口感清淡不膩。為國內消費量最大之蛋糕，如戚風蛋糕、鮮奶油蛋糕（生日蛋糕）即屬之^{[3, 6]}。

雞蛋在蛋糕中所提供的功能

不管是哪種類型的蛋糕，雞蛋在蛋糕中具有以下功能：

一、黏結作用

在蛋糕製作過程中，雞蛋的「蛋白」可以打發形成安定的泡沫（即蛋白質變性），加入麵粉攪拌後，「雞蛋的蛋白質」與「麵粉的麵筋」相互黏結形成複雜的網狀結構，直到烤焙受熱而形成蛋糕組織，此功能在乳沫類蛋糕的製作更為重要。

二、膨大作用

麵糊受熱時，蛋所形成的泡沫內部所包圍的氣體受熱而膨脹，增大蛋糕體積，因此蛋的打發性質是決定蛋糕體積與顆粒組織柔軟之最重要因素。

三、柔軟作用

蛋黃具柔軟作用，主要是因蛋黃內含的油脂比例較高，且蛋黃本身所含的卵磷脂為非常有效的乳化劑（編按：可以將原本不互溶「油脂」和「水」均勻混合，使界面消失）。

四、顏色

蛋的顏色能賦予蛋糕美觀的黃色色澤，如海綿蛋糕需要有良好之黃色。

五、營養價值

蛋加入產品內可提高營養價值^[6]。

沒有雞蛋的「旦糕」開始興起

蛋具有黏結、膨大、柔軟蛋糕組織等作用，賦予蛋糕悅目的顏色及增加營養價值，要是製作蛋糕沒有蛋，似乎做不出美好的蛋糕。

不過現在有一種無蛋「旦糕」，在這波嚴峻的缺蛋危機中異軍突起，究竟有哪些東西可以取代蛋做旦糕呢？我們就在下篇揭曉吧！

1. 東森新聞，2023。獨／蛋量減價格漲 佳湘麵包暫停售蜂蜜蛋糕、布丁。
2. 楊惠琪，2023。獨／缺蛋看不到盡頭！雞蛋糕名店「澎湖龜」宣布今年暫停營業。ETtoday新聞雲。
3. 施明智，2022。食物學原理 (第四版)。新北市：藝軒圖書出版社。
4. 行政院農業委員會，2010。認識農產。食農教育資訊整合平臺。
5. 梁麗卿，2003。無蛋蛋糕製作技術之研究。國立屏東科技大學碩士學位論文。屏東。
6. 陳欣妤，2006。攪打時間與添加物對取代蛋之海綿蛋糕品質影響。實踐大學食品營養與保健生技研究所碩士學位論文。臺北。