3D-gedruckter Käsekuchen mit essbaren Lebensmitteltinten: Keksteig, Erdnussbutter, Nutella und Erdbeermarmelade. Eigentlich ja ganz lecker. (Bild: Jonathan Blutinger/Columbia Engineering)
Thermomix ist tot
Küchengeräte, die mit 3D-Druckern, Lasern oder anderen softwaregesteuerten Verfahren arbeiten, könnten schon bald herkömmliche Kochgeräte wie Backöfen, Herde, Mikrowellen oder den allseits geliebten Thermomix obsolet machen. Aber werden die Menschen einen 3D-Drucker – selbst wenn er so gut aussieht wie ein italienischer Kaffeevollautomat – auf ihrem Küchentisch benutzen wollen, um genau die Mikro- und Makronährstoffe zu kalibrieren, die sie brauchen, um gesund zu bleiben? Wird der 3D-Druck von Lebensmitteln unsere Ernährung verbessern? Welche Hürden müssen überwunden werden, um eine solche Technologie auf den Markt zu bringen?
Bleiben Sie informiert
Diese Themen interessieren Sie? Mit unserem Newsletter sind Sie immer auf dem Laufenden. Gleich anmelden!
Maschinenbauingenieuren der Columbia University in den USA ist jetzt es gelungen, ein Stück Käsekuchen mit einem 3D-Drucker im Fused Deposition Modeling-Verfahren herzustellen. Die Nachspeise besteht aus sieben Zutaten, allerdings wurde die Technik, die normalerweise für die Herstellung von Kunststoffteilen verwendet wird, stark angepasst. Keks-Paste, Erdnussbutter, Erdbeermarmelade, Nutella, Bananenpüree, Kirschsaft und Zuckerguss werden in Spritzen gefüllt und dann mittels Laserstrahlen erhitzt.
Kampf dem instabilen Käsekuchen
Um das Potenzial des 3D-Lebensmitteldrucks zu demonstrieren, testete das Team verschiedene Käsekuchendesigns mit sieben Hauptzutaten: Graham Cracker (ein US-amerikanischer Vollkorn-Butterkeks), Erdnussbutter, Nutella, Bananenpüree, Erdbeermarmelade, Kirschsaft und Zuckerguss. Sie fanden heraus, dass das erfolgreichste Design Keks-Paste als Grundzutat für jede Schicht des Kuchens verwendete. Erdnussbutter und Nutella eigneten sich am besten als Stützschichten, die "Pfützen" bildeten, um die weicheren Zutaten Banane und Marmelade zu halten. Die Entwürfe mit mehreren Zutaten entwickelten sich zu mehrschichtigen Strukturen, die ähnlichen Prinzipien wie die Architektur von Gebäuden folgten; für einen erfolgreichen Schichtdruck mit mehreren Zutaten waren mehr Strukturelemente erforderlich, um weichere Substrate zu unterstützen.
Ist 3D-Druck die Zukunft des Kochens?
Verschiedene 3D-Druck-Verfahren im Überblick
- Fused Deposition Modeling (FDM): Dieses Verfahren ist auch als Fused Filament Fabrication (FFF) bekannt. Hierbei wird ein thermoplastisches Filament geschmolzen und Schicht für Schicht aufgetragen, um das gewünschte Objekt zu erstellen.
- Stereolithographie (SLA): Bei diesem Verfahren wird flüssiges Harz mit einem UV-Laser ausgehärtet. Der Laser zeichnet die einzelnen Schichten des Objekts in dem flüssigen Harz, das dann aushärtet und das gewünschte Objekt bildet.
- Selektives Lasersintern (SLS): Hierbei wird ein Pulverbett aus Kunststoff- oder Metallpartikeln verwendet. Ein Laser schmilzt selektiv die Partikel zusammen, um das Objekt Schicht für Schicht aufzubauen.
- Selektives Laserstrahlschmelzen (SLM): Ähnlich wie beim SLS-Verfahren wird hier ein Pulverbett verwendet. Ein Hochleistungslaser schmilzt das Pulver jedoch vollständig, um eine dichte metallische Struktur zu erzeugen.
- Elektronenstrahlschmelzen (EBM): Dieses Verfahren wird hauptsächlich für die Metallverarbeitung eingesetzt. Ein Elektronenstrahl wird verwendet, um das Metallpulver zu schmelzen und Schicht für Schicht das gewünschte Objekt zu erzeugen.
Aber ist das auch gesund?
Laserkochen und 3D-Lebensmitteldruck könnten es Köchen ermöglichen, Aromen und Texturen im Millimeterbereich zu platzieren und so neue Geschmackserlebnisse zu schaffen. Menschen mit Ernährungseinschränkungen, Eltern von Kleinkindern, Diätassistenten in Pflegeheimen und Sportler könnten diese personalisierten Techniken bei der Planung von Mahlzeiten sehr nützlich und bequem finden. Und da das System hochenergetisches Laserlicht für eine präzise Erwärmung verwendet, könnte das Kochen kostengünstiger und nachhaltiger werden.
"Die Studie unterstreicht auch, dass gedruckte Lebensmittelgerichte wahrscheinlich neuartige Zusammensetzungen und Strukturen erfordern, da die Lebensmittel auf unterschiedliche Weise 'zusammengesetzt' werden", so der Forschungsprojektleiter Prof. Hod Lipson. "Es ist noch viel Arbeit nötig, um Daten zu sammeln, zu modellieren und diese Prozesse zu optimieren."
Teamleiter Dr. Jonathan Blutinger fügte hinzu: "Und da nach der COVID-19-Pandemie die Lebensmittelsicherheit stärker in den Vordergrund gerückt ist, könnten Lebensmittel, die mit weniger menschlichen Eingriffen zubereitet werden, das Risiko lebensmittelbedingter Erkrankungen und der Übertragung von Krankheiten verringern. Dies könnte ein Konzept zu sein, von dem wir alle profitieren."