食品安全新挑战：新的蛋白质成分和加工方式

想象一下，如果走进一家餐厅，蟋蟀玉米卷饼和粉虫菜肉馅饼是菜单上的主要选项；或者，如果可以定制一顿3D打印的大餐，其中不含任何致敏成分，你怎么看？这样的日子实际上可能并不如我们想象的那么遥远。事实上，在世界的某些地方，上面提到的这些食物已经存在。使用昆虫作为食物成分，通过3D打印制作食物，是当今最具潮流的新兴食品趋势之一。本文将对这些趋势的起因、安全性、生产工艺等进行详细介绍。

可食用的昆虫

长久以来，世界上有许多餐饮文化中都有昆虫的一席之地。Robert Nathan Allen表示，事实上已有2,100种昆虫被认定是可食用的，并且在特定文化中自成一派。Allen是教育性非盈利组织Little Herds的创始人，也是北美昆虫农业联盟的联合创始人之一。该组织教育公众并致力于提高昆虫业的产能。但直到最近，西方或以欧洲为中心的食品中仍很少出现特意含有昆虫成分的例子。

但现在，在西半球，人们对昆虫成分越来越感兴趣。这是由于其带来的众多健康和保健益处，以及对环境有益的诸多优势。Allen说：“它们被视为一种替代蛋白质，能够以各种方式解决营养缺乏和食物不安全的问题。”

在北美和西欧食品中最常见的昆虫是蟋蟀、面包虫、蚱蜢和蚕。在其他文化中，白蚁、蚂蚁和甲虫幼虫也是常见的选择。过去五年中，一系列新的昆虫产品初创公司已经开始使用诸如蟋蟀粉（这是一种特别用于食用目的、干燥且磨碎的蟋蟀粉末）或质感昆虫蛋白（以昆虫为基础的豆腐）来制作基于昆虫薯片、饼干、蛋白质奶昔、意大利面、能量棒、麦片、面包、热狗、肉丸和汉堡肉饼。

昆虫的好处比比皆是

位于美国新泽西州的罗格斯大学（Rutgers University）人类学系研究生和助教MareikeJaniak表示：昆虫非常有营养，是一种极好的蛋白质来源，但其碳足迹远远小于其他动物蛋白来源，如猪肉和牛肉。不过，昆虫的确切营养价值在不同品种，乃至同一类昆虫的不同生命阶段中有着很大的变化。

Allen说，与传统牲畜相比，食用昆虫是一种更人道、更合乎道德的获取动物蛋白质的方式。大多数昆虫的蛋白质含量高于牛肉；铁含量高于菠菜；钙含量高于牛奶。另外，昆虫还富含维生素、矿物质、多不饱和脂肪、单不饱和脂肪，以及膳食纤维。它们不但具有较长的保质期，并且科学家们还在研究其是否具有益生元特性。此外，昆虫的生长也不需要激素、抗生素或类固醇等令人担忧的“助推剂”。

与饲养其他牲畜相比，昆虫养殖对土地、水和食物资源的占用相对要小很多，释放的甲烷也更少。“随着世界人口的增长和全球变暖的危机逐渐显现，我们需要必须为蛋白质寻找替代品，而食用昆虫可能是一个不错的选择。”Janiak说。

昆虫可以有机饲养，不需要进行基因改造和重建；昆虫不含麸质成分，适用于原始饮食和生酮饮食。Allen补充说，有些昆虫甚至被认为是适合清真和犹太的饮食要求。

越来越多人加入食用昆虫的行列

Janiak说，虽然很多人曾经认为吃昆虫很恶心，但北美和西欧的消费者们正在慢慢改变他们的看法。“千禧一代、为人父母和有环保健康意识的消费者，他们都在寻求可持续、天然、营养和合乎道德的选择，特别是在替代蛋白质方面。”Allen解释道。在过去的几年里，许多运动员、音乐家、潮流引领者、名人、名厨、商界和精神领袖都在推广它们。这些人在打开人们的新观念并使其规范化方面发挥着重要的作用。

在其他饮食文化中，吃昆虫是司空见惯的事，名人可能也曾接触过这个概念，并在一个积极的、易于接受的环境中体验过。由于昆虫食物的营养密度，运动员可能是早期食用者。有些人想要有机或当地采购或自由放养生产出来的食物，他们认为这些食物更人道、更合乎道德。美食家正在寻找新的、有趣的食物。Allen说：“当人们有机会在尝试某种东西并且味道很好时，那么很容易再吃一次。前提是它必须美味。”

食用昆虫面临的问题

因为大多数昆虫都有一种类似于贝类的化学成分，对贝类过敏的人可能会对含有昆虫的产品过敏。有鉴于此，美国食品和药物管理局（FDA）要求在产品的标签上注明对这种潜在过敏的警告。

美国食品和药物管理局（FDA）对公司在产品中推广和使用昆虫的步骤给出了明确的指导。Allen说:“昆虫的养殖必须以食品为目的，在加工、包装、销售和运输过程中必须遵守良好的生产工艺。”例如，为了防止微生物的生长，它们必须像其他食品一样烹饪。

为了确保产品的安全性，Allen建议使用标准的安全测试、供应链验证、产地来源认证；以及帮助消费者加强对昆虫食品的认知，从而达到预期的使用、烹饪和储存的最佳实践。对此，FDA需要进行实验室检测。

3D打印食品

简单地说，以3D打印创建3D项目，不是像传统的计算机打印那样只打印X和Y轴，而是通过在X、Y和Z轴上进行打印，从而产生三维物体，Darryl L. Holliday博士解释说。他是新奥尔良圣十字大学（University of Holy Cross, New Orleans）食品科学助理教授及生物和物理科学系主任兼食品科学项目的主任。

所有的3D打印机都使用某种材料来构建3D打印项目的形状和结构。最常见的材料是塑料细丝，但食品公司的主要原料是糖、巧克力、面团、奶酪和花生酱。

Holliday博士的研究实验室使用碎牛肉作为打印材质，因为这种食物对人们具有普遍的吸引力。他说:“我的研究表明，3D打印不仅可以制造出坚固的物体，而且通过使用合适的材料和打印能力，我们还可以打印出更传统的食物，比如汉堡包。”

3D打印食品优势多多

Holliday博士说，3D打印的主要好处是个性化定制。目前，制造商和食品专业人员可以使用3D打印来创建传统制造方法无法复制的形状和质地。另外，从打印一件物品A到一件物品B，3D打印的转换比使用传统制造要快得多。当然，传统制造在批量生产同一物品方面效率更高。此外，3D打印是模拟物品（如零件、包装和食品概念）的有效方法，因为不需要制造模具，并且不必在研究和开发期间关闭生产线。

Holliday博士的研究目标是开发完全自主化的厨房。“通过简单地改变打印材质及其味道，可以很容易地对自主化厨房进行调整，以创建熟悉的风味特征。”他说。例如，可以在一个地方准备一个简单的调味牛肉汉堡，在另一个地方准备辣鸡肉饼，以满足不同人群的口味和饮食要求。

随着技术和速度的提高，Holliday博士预计这项技术将影响大型快餐连锁店等食品服务业。“通过引入一种牛肉混合物，他们可以对最低库存量进行有效控制，并使用3D打印机根据订单项的顺序制作不同大小的肉饼。”他说。

纽约哥伦比亚大学（Columbia University, New York）机械工程和数据科学教授Hod Lipson博士认为，打印食品的主要优势是生产的透明度。他说：“你可以看到正在制作的食物和使用的配料。食品打印机可以将预制食品的便利性和自制食品的透明度结合起来。就像拥有一位私人厨师。”

此外，打印食品的营养成分可以根据个人生物特征来定制，如葡萄糖水平、代谢活动、过敏源、个人基因和口味偏好。

营养定制与3D打印

Lipson博士评论说，食品打印是软件和烹饪的结合——这是人们生活中重要的两个方面——之前从未有过交叉。“人们对将软件带入厨房的可能性感到兴奋。”他说。

能够提供完整的个性化定制，也是使其成为流行趋势的原因之一。“新的形状和质地才刚刚开始。”Holliday博士说。传统彩色打印使用四种不同的墨盒。而3D打印在理论上具有无限的变量。因为可以同时或一个接一个地打印不同的食物材质，大多数的食物属性都可以在任何给定的系统中进行定制。

“随着越来越多的研究将建立营养基因组学作为营养的基础部分，营养定制将充分利用其在3D打印中的优势，并在食品工业的影响中发挥更大的作用。”他说。

3D打印食品面临的问题

加工食品中的大多数安全问题同样也适用于3D打印食品。“你必须观察和跟踪化学及生物危害。”Holliday博士表示。

由于打印的速度比正常生产的速度要慢，因此可能需要密切监控打印材质的温度，使其不会在温度危险区域停留太长时间，或暴露在FDA或USDA（美国农业部有机认证）检查员可能发现其有安全风险的情况。

Lipson博士说，食品安全问题也源于食品处理和复杂设备的清洁。而且，还会存在由于软件错误制造出不健康食品的潜在风险。

Holliday博士说，给顾客提供定制食物也可能会导致严重的安全问题，例如过敏原的交叉污染，或者是影响饮食需求的食品材质的交叉污染。此外，如果顾客有能力根据需要或生活方式在食物中添加独特的营养补充剂，那么就需要进行严格的安全检查，以确保避免摄入过量。

Holliday博士总结道，自动化是食品加工速度更快、劳动力成本更低、一致性更好的未来。消费者也在推动对他们所吃食物进行创意控制的需求。Frito等公司推出了“给我们一种味道（Do us a Flavor）”的活动，而Chipotle和Smoothie King等餐厅则为消费者提供了查看和选择配料或成分的能力。