Urządzenia do gotowania, które zawierają drukarki trójwymiarowe (3D), lasery lub inne procesy sterowane oprogramowaniem, mogą wkrótce zastąpić konwencjonalne urządzenia do gotowania, takie jak piekarniki, płyty kuchenne i kuchenki mikrofalowe. Ale czy ludzie będą chcieli używać drukarki 3D – nawet tak pięknie zaprojektowanej jak wysokiej klasy ekspres do kawy – na blacie kuchennym, aby kalibrować dokładnie mikro- i makroskładniki odżywcze, których potrzebują, aby zachować zdrowie? Czy drukowanie żywności 3D poprawi sposób, w jaki się odżywiamy? Jakiego rodzaju przeszkody trzeba będzie pokonać, aby skomercjalizować taką technologię?
Inżynierowie mechanicy z Columbia pracują nad rozwiązaniem tych problemów w Creative Machines Lab profesora Hoda Lipsona. W nowym artykule Perspective opublikowanym dzisiaj przez npj Science of Food główny autor Jonathan Blutinger, doktor habilitowany w laboratorium, bada te i inne pytania, omawiając z profesorem Christenem Cooperem z Pace University Nutrition and Dietetics zalety i wady technologii 3D- drukowaną technologię żywności, porównanie żywności drukowanej w 3D z „normalną” żywnością, którą jemy, oraz przyszły krajobraz naszych kuchni.
WIDEO: https://youtu.be/AhVfU71tb2k
Technologia drukowania żywności istnieje od czasu, gdy laboratorium Lipsona po raz pierwszy wprowadziło ją w 2005 roku, ale do tej pory była ona ograniczona do niewielkiej liczby niegotowanych składników, co przez wielu postrzegane jest jako mniej apetyczne dania. Zespół Blutingera zerwał z tym ograniczeniem, drukując danie składające się z siedmiu składników, gotowanych na miejscu za pomocą lasera. Na potrzeby artykułu naukowcy zaprojektowali system drukowania 3D, który konstruuje sernik z jadalnych barwników spożywczych – w tym masła orzechowego, nutelli i dżemu truskawkowego. Autorzy zauważają, że precyzyjne drukowanie wielowarstwowych artykułów spożywczych może zapewnić większą możliwość dostosowywania żywności, poprawić bezpieczeństwo żywności i umożliwić użytkownikom łatwiejszą kontrolę zawartości składników odżywczych w posiłkach.
„Ponieważ drukowanie żywności 3D jest wciąż rodzącą się technologią, potrzebuje ekosystemu branż wspierających, takich jak producenci wkładów do żywności, pliki receptur do pobrania oraz środowisko, w którym można tworzyć i udostępniać te przepisy. Możliwość dostosowania sprawia, że jest to szczególnie praktyczne dla zakładu- na rynku mięsnym, gdzie konsystencja i smak muszą być starannie opracowane, aby naśladować prawdziwe mięso” – powiedział Blutinger.
Aby zademonstrować potencjał druku 3D żywności, zespół przetestował różne projekty serników, składające się z siedmiu kluczowych składników: krakersa graham, masła orzechowego, nutelli, puree bananowego, dżemu truskawkowego, wiśniowej mżawki i lukru. Okazało się, że najbardziej udany projekt wykorzystywał krakersy graham jako podstawowy składnik każdej warstwy ciasta. Masło orzechowe i Nutella okazały się najlepiej stosowane jako warstwy wspierające, które tworzyły „kałuże” do przechowywania bardziej miękkich składników: banana i dżemu. Projekty wieloskładnikowe przekształciły się w struktury wielopoziomowe, które opierały się na zasadach podobnych do architektury budynków; potrzeba było więcej elementów konstrukcyjnych, aby wesprzeć bardziej miękkie podłoża, aby pomyślnie wykonać wieloskładnikowy druk warstwowy.
„Mamy ogromny problem z niską wartością odżywczą przetworzonej żywności” – powiedział Cooper. „Drukowanie żywności 3D nadal będzie produkować przetworzoną żywność, ale być może dla niektórych osób srebrną podszewką będzie lepsza kontrola i dostosowanie odżywiania – spersonalizowane odżywianie. Może to być również przydatne w zwiększaniu atrakcyjności żywności dla osób z zaburzeniami połykania poprzez naśladując kształty prawdziwej żywności z puree o konsystencji, którego wymagają ci pacjenci – miliony w samych Stanach Zjednoczonych”.
Gotowanie laserowe i drukowanie żywności 3D może pozwolić szefom kuchni lokalizować smaki i tekstury w skali milimetrowej, aby tworzyć nowe doznania kulinarne. Osoby z ograniczeniami dietetycznymi, rodzice małych dzieci, dietetycy z domów opieki i sportowcy mogą uznać te spersonalizowane techniki za bardzo przydatne i wygodne w planowaniu posiłków. A ponieważ system wykorzystuje wysokoenergetyczne ukierunkowane światło do dostosowanego ogrzewania o wysokiej rozdzielczości, gotowanie może stać się bardziej opłacalne i bardziej zrównoważone.
„Badanie podkreśla również, że drukowane potrawy będą prawdopodobnie wymagały nowych kompozycji i struktur składników ze względu na inny sposób, w jaki żywność jest„ składana ”- powiedział Lipson. „Potrzeba jeszcze wiele pracy, aby zebrać dane, modelować i optymalizować te procesy”.
Blutinger dodał: „A przy większym nacisku na bezpieczeństwo żywności po pandemii COVID-19, żywność przygotowywana z mniejszym udziałem ludzi może zmniejszyć ryzyko chorób przenoszonych przez żywność i przenoszenie chorób. Wydaje się, że jest to koncepcja korzystna dla nas wszystkich”.