Ciasto wydrukowane w 3D i próba stworzenia replikatora Star Trek

Obok plecaków odrzutowych, hologramów i powszechnej opieki zdrowotnej jest to jedna z największych niewypełnionych obietnic Gwiezdny TrekPrzyszłość w stylu to replikator żywności. Niewiele koncepcji ma większy wpływ zarówno na zapalonych smakoszy, zawsze poszukujących najnowszych trendów w gastronomii, jak i na te dla nas, którzy ledwo zadajemy sobie trud włożenia mrożonej pizzy do piekarnika, niż pudełko w Twoim domu, z którego możesz stworzyć dowolny posiłek pragnienie.

Naciskasz przycisk, a maszyna wiruje, wydaje sygnał dźwiękowy i przygotowuje pyszne danie według własnego wyboru, bez żmudnego siekania, marynowania czy smażenia na patelni. To pomysł zbyt piękny, aby mógł być prawdziwy, ale możemy być o krok bliżej tej rajskiej utopii, niż myślisz.

Jak wydrukować sernik w 3D

Naukowcom z Uniwersytetu Columbia udało się niedawno wydrukować sernik w technologii 3D, a proces jest dokładnie tak zachwycający, jak się wydaje. Opisali szczegółowo swoje odkrycia w

artykuł w npj Science of Foodi rozmawialiśmy z głównym autorem Jonathanem Blutingerem, aby dowiedzieć się, jak tego dokonali.

Sprzęt drukarski jest wciąż w fazie badań i nie jest gotowy dla konsumentów, ale udało mu się wydrukować w pełni jadalny sernik. Testy przeprowadzone przez naukowców obejmowały nałożenie krakersa graham, masła orzechowego, Nutelli, puree bananowego, dżemu truskawkowego, mżawki wiśniowej i lukru w ​​jeden (prawdopodobnie wyjątkowo słodki) deser.

Zasada działania maszyny jest podobna do domowej drukarki 3D, ale szpule z plastikowym żarnikiem zastępuje się tym, co naukowcy nazywają „atramentami spożywczymi”. Żywność jest przetwarzana do konsystencji puree i ładowana do gotowych pojemników przeznaczonych do kontaktu z żywnością, które są wytłaczane przez maszynę w celu ułożenia warstw każdego smaku zgodnie z wymaganiami.

Każdy wydruk to delikatny i pracochłonny proces na obecnej maszynie, a ustawienie i dopracowanie każdego pojedynczego elementu wydruku wymaga czasu. Grupa pracuje nad sposobem symulowania wydruków przed ich uruchomieniem, aby zaoszczędzić czas i materiały. Jednak dotarcie do tego punktu wymagało przejrzenia wielu nieudanych odbitek, co najwyraźniej było dla badaczy nie lada wyzwaniem, nawet jeśli były raczej zachwycające dla publiczności.

„Kiedy to się działo, naprawdę bolało mnie od środka” – powiedział Blutinger z westchnieniem. „Trudno było to oglądać”.

Z tej mieszanki udanych i nieudanych wydruków wyłoniło się kilka podstawowych zasad drukowania żywności. Aby zbudować elementy konstrukcyjne, takie jak ściany, które można wypełnić, należy użyć twardszych składników bardziej miękkie składniki, zwężaj ścianki tych struktur, aby były grubsze, a spód i cieńszy szczyt; pamiętaj o pozostawieniu miejsca na dyszę drukującą, gdy używasz składników jako nadzienia.

Wiele zasad drukowania przy użyciu żywności jest podobnych do zasad konstrukcji, które widzimy w innych sytuacjach, np. przy budowie domów. Okazuje się, że aksjomaty inżynierii nadal obowiązują, niezależnie od tego, czy budujesz z cegły, czy z banana.

Sprawienie, że drukowana żywność będzie smaczniejsza

Choć ta technologia jest bardzo dopracowana, badacze pracujący w tej dziedzinie doskonale zdają sobie sprawę z tego, że ludzie mogą odczuwać dyskomfort w związku z tym, co jedzą. W świecie, w którym wiele osób koncentruje się na spożywaniu większej ilości pełnowartościowej żywności i spożywaniu mniejszej ilości dodatków, przekształcanie żywności w pasty nadające się do drukowania może być odpychające.

Jednym ze sposobów, w jaki grupa Blutingera podchodzi do tego wyzwania, jest utrzymywanie składników, których używa w swoich projektach, zbliżonych do tych, które można znaleźć w każdej kuchni. Na przykład banany użyte do ich serników kupiono w sklepie spożywczym (w gazecie podano, że był to Appletree rynku w Nowym Jorku, prawdopodobnie na wypadek, gdyby konieczna była replikacja) i zmiksowane ręcznie przez badaczy sobie.

(„Ręcznie ugniataliśmy banana widelcem, aż konsystencja była jednolita, aby mieć pewność, że końcówka dyszy nie będzie zatkana podczas wytłaczania” – czytamy w artykule, który stanowi mocny pretendent do mojego ulubionego zdania opublikowanego w czasopiśmie akademickim papier.)

Był to celowy wybór, aby składniki użyte w serniku były jak najbardziej znane. „Ludzie na tyle irytują, że jedzenie, które spożywają, jest uważane za „drukowane” – stwierdził Blutinger. „Nastąpiła więc zmiana mentalna i musieliśmy pracować ze składnikami, które ludzie znali. Musiały to być rzeczy ze sklepu spożywczego, rzeczy, z którymi mamy do czynienia na co dzień”.

Grupa współpracuje z dietetykiem i trzyma się z daleka od tego, co określił jako „gadżety i proszki”, aby spróbować oswoić ludzi z ideą nowego sposobu przygotowywania potraw. „Używamy tych samych rzeczy, z których zwykle gotujesz, różni się tylko sposób ich montażu” – powiedział.

Nadal istnieją praktyczne problemy związane z pracą ze świeżymi składnikami żywności, takie jak konieczność przechowywania niektórych produktów w określonych temperaturach. Obecny system polega na ładowaniu żywności do probówek przeznaczonych do kontaktu z żywnością, a następnie przechowywaniu tych probówek w lodówce w razie potrzeby oraz dokładnym czyszczeniu urządzenia po każdym użyciu. Tego rodzaju działania można w przyszłości zautomatyzować, aby zapewnić bezpieczeństwo żywności, co oznacza, że ​​drukowana żywność będzie tak samo bezpieczna i zdrowa — a nawet bardziej — niż żywność przygotowywana ręcznie.

Myślenie o przygotowywaniu żywności w ten sposób nadal wymaga zmiany mentalnej, ale nie musi być negatywna pod względem smakowitości. „Jeśli pomyślę o czymś dziwnym, przybliża cię to do jedzenia” – powiedział Blutinger. „Ponieważ widzisz wszystkie składniki, z których się składa, i widzisz, jak jest przygotowywany przed tobą”.

Wychodząc poza sernik

Żywność drukowana w 3D cieszy się coraz większym zainteresowaniem i już pojawia się w obszarach, o których być może nie pomyślałeś. Jednym z obszarów, w którym druk 3D jest już stosowany, jest m.in roślinne alternatywy dla mięsa, gdzie różne firmy wykorzystują tę technologię do produkcji żywności, która ma teksturę i smak mięsa ale bez wyrządzania krzywdy zwierzętom.

„Jeśli pomyślimy o druku 3D jako o kontrolowaniu kulki jedzenia w skali milimetrowej, każda z tych kulek może składać się z włókien mięśniowych lub tłuszczowych w drukowanym steku” – wyjaśnił Blutinger. „Możesz więc tworzyć własne, unikalne wzory marmurkowe”. (Prowadzi także badania w tym obszarze dla izraelskiej firmy Redefine Meat.)

Obecnie produkowane i spożywane są steki roślinne drukowane w technologii 3D, głównie w Europie, ale w przyszłości może pojawić się znacznie szerszy zakres możliwości drukowania żywności. Druk 3D może zrobić jedną rzecz, której nie potrafią zwykli kucharze — z wyjątkiem kilku wysoko wykwalifikowanych profesjonalnych szefów kuchni — polega na przygotowaniu składników w niezwykle cienkich warstwach, zmieniając sposób, w jaki smaki łączą się lub uzupełniają.

„Weź typowy obiad: wczoraj wieczorem jadłem łososia, grzyby, szparagi i ryż” – powiedział Blutinger. „Gdybym mógł ułożyć to w nowy sposób i przeplatać te składniki, aby stworzyć smak, jakiego wcześniej nie miałem – to całkiem fajny pomysł”.

W przypadku bardziej złożonych potraw będziemy potrzebować sposobu nie tylko na ich przygotowanie, ale także na jej ugotowanie. Grupa Blutingera również pracuje nad tym, stosując nową metodę zwaną gotowanie laserowe, która wykorzystuje lasery mogące wnikać w żywność i gotować ją wewnątrz lub na zewnątrz, w zależności od potrzeb. Możliwe, że przyszłe urządzenie będzie w stanie połączyć druk 3D i gotowanie laserowe w jedno pudełko do przygotowywania wszelkiego rodzaju posiłków i przekąsek.

Przyszłość: nowe rodzaje żywności

Większość prac nad drukiem 3D żywności skupiała się dotychczas na próbach odtworzenia znanych potraw przy użyciu tej nowej technologii. Jest to szczególnie przydatne przy dostosowywaniu indywidualnych zamówień, jak maszyna, która z łatwością może przygotować porcję burgerów dla rodziny, z których jeden nie zawiera cebuli, a drugi z dodatkowym ketchupem. Jednak jego zwolennicy twierdzą, że jego potencjał jest znacznie bardziej ekspansywny.

Wizją jest, aby drukarka 3D stała się podstawowym urządzeniem w każdej kuchni, używanym do wszystkiego, m.in od przygotowywania zdrowych i spersonalizowanych domowych posiłków po produkcję dzikich kreacji na najwyższym poziomie restauracje.

A to oznacza, że ​​rodzaje żywności, które przygotowujemy za pomocą drukarki, mogą być w dużej mierze nowe. „Większość żywności, do której jesteśmy przyzwyczajeni, została zoptymalizowana pod kątem naszych urządzeń i przyborów kuchennych” – powiedział Blutinger. Weźmy na przykład ukochaną pizzę, która doskonale nadaje się do ręcznego składania i pieczenia w nagrzanym piekarniku — wersja wydrukowana w 3D raczej nie poprawi tej długo dopracowanej klasyki.

Ale żywność wydrukowana w 3D może stać się czymś zupełnie innym. Ze względu na sposób, w jaki może układać cienkie warstwy, może stworzyć zupełnie nowe doznania podczas jedzenia — np sernik, który najwyraźniej był ciekawy w zjedzeniu, ponieważ każdego z siedmiu składników można było spróbować w a fala. „To zmienia sposób myślenia o składaniu żywności” – powiedział Blutinger.

Na razie jednak dopiero zaczynamy odkrywać ten nowy świat możliwości kulinarnych, a zaczyna się od tych drukowanych deserów o niekonwencjonalnych smakach. Być może więc najważniejsze pytanie jest proste: czy badacze zjedli wydrukowany przez siebie sernik i czy był smaczny?

"Tak!" – stwierdził Blutinger. „Dobrze smakowało.”

Zalecenia redaktorów

• AMD przywraca pamięć 3D V-Cache do Ryzen 7000 — ale jest pewna zmiana
• Rewolucyjny układ 3D V-Cache firmy AMD może wkrótce zostać wprowadzony na rynek
• AMD Ryzen 7 5800X3D z technologią 3D to „najszybszy procesor do gier na świecie”
• Atrament ceramiczny może pozwolić lekarzom na drukowanie kości w 3D bezpośrednio w ciele pacjenta
• Zwiastun Super Mario 3D World + Bowser’s Fury ujawnia nowy, szalony tryb gry