Wie ist der 3D-gedruckte Kuchen entstanden und wie schmeckt er?

Kuchen ist ein altes westliches Gebäck, das normalerweise im Ofen hergestellt wird. Aufgrund seines zarten, süßen, duftenden und weichen Geschmacks ist es bei jungen Leuten sehr beliebt. Können Sie sich vorstellen, dass der Kuchen, den Sie in Ihren Händen halten, eines Tages im 3D-Druckverfahren gedruckt sein könnte?

Was ist 3D-Druck

Beim sogenannten 3D-Druck handelt es sich eigentlich um die Technologie des dreidimensionalen Druckens. Diese Technologie ähnelt der herkömmlichen Drucktechnologie. Für beide ist die Verwendung eines Druckers erforderlich, während beim 3D-Druck ein dreidimensionaler Drucker verwendet wird. Anders als beim herkömmlichen Drucken muss aufgrund der erforderlichen dreidimensionalen Konfiguration vorab mithilfe einer CAD-Software ein dreidimensionales Modell erstellt und anschließend das Rohmaterial in den Rumpf geladen werden. Computergesteuert werden die Rohstoffe mithilfe eines Laserinjektors Schicht für Schicht aufgetragen und schließlich wird aus der Blaupause auf dem Computer ein physisches Objekt. Während des gesamten Prozesses berechnen Computer automatisch die Größe und Position jedes Schritts, um die Genauigkeit des hergestellten Produkts sicherzustellen. Derzeit wird diese Technologie in der Fertigung, im Bauwesen, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen eingesetzt und auch in der Lebensmittelverarbeitung erprobt.

Die Zeitschrift npj Food Science veröffentlichte am 21. März einen Artikel, der den Herstellungsprozess von 3D-Kuchen beschreibt. Das Forscherteam der Columbia University in den USA entwarf zunächst ein Modell des Kuchens am Computer und berechnete die Mengen der verschiedenen Zutaten genau. Anschließend wurden verschiedene Käsekuchen aus Vollkorncrackern, Erdnussbutter, Nutella, zerdrückten Bananen, Erdbeermarmelade, Kirschglasur und Zuckerguss hergestellt.

Gibt es Einschränkungen hinsichtlich der Zutaten für die Kuchenherstellung ?

Der Prozess des 3D-Drucks von Kuchen ähnelt im Prinzip dem Bauen. Die Gebäudestruktur muss den Prinzipien der Mechanik entsprechen und das Fundament muss stabil sein. Am besten verwenden Sie Graham Crackers als Grundzutat für jede Kuchenschicht und Erdnussbutter und Nutella als Stützschichten, um Vertiefungen für weichere Zutaten wie Bananen und Marmelade zu bilden.

Obwohl die 3D-Drucktechnologie derzeit gut ist, können nicht alle Zutaten für die Kuchenherstellung verwendet werden. Generell müssen die für den 3D-Druck verwendeten Rohstoffe in pastöser oder halbflüssiger Form vorliegen. Dies bedeutet, dass die verschiedenen Materialien zunächst zerkleinert, gemischt, zu einem Brei konzentriert und dann in eine Spritze gefüllt werden müssen, wo die Materialien erhitzt werden, bis sie eine formbare Form haben. Zu den üblichen Zutaten zählen Gemüsepüree, Teig, Kekse, Käse und Süßigkeiten, Gelee, Zuckerguss, Schokolade und Fruchtpüree usw. Natürlich können mit dieser Technologie auch Sojaprotein, Pilzprotein und pflanzliches Kunstfleisch verwendet werden. Für die Obst- und Nusskuchen, die wir normalerweise essen, müssen während des Backvorgangs ganze oder gehackte frische Früchte und Nüsse hinzugefügt werden, was mit der 3D-Technologie nicht möglich ist.

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Darüber hinaus können 3D-Drucker Lebensmittel nicht direkt zubereiten. Wenn die verwendeten Rohstoffe roh und kalt sind, muss das Lebensmittel nach dem Drucken erhitzt und gekocht werden. Daher ist diese Methode nicht für Lebensmittel geeignet, die nicht hitzebeständig sind.

Was sind die Vorteile von 3D- gedruckten Kuchen?

Die 3D-Drucktechnologie bietet in der Lebensmittelverarbeitung nach wie vor herausragende technische Vorteile. Erstens kann es maßgeschneidert werden. Da die Menge der Zutaten genau dosiert werden kann, ist bei 3D-gedruckten Lebensmitteln eine präzise, ​​freie Abstimmung und ausgewogene Ernährung hinsichtlich der Kontrolle der Vielfalt und Menge der Nährstoffe, Vitamine und Kalorien im Kuchen möglich. Durch Ändern des Programms und der Zutaten können Sie Kuchen mit unterschiedlichen Geschmäckern, Texturen, Aromen und Formen drucken.

Zweitens vereinfacht es die Dinge und macht sie leichter reproduzierbar. Durch 3D-Druck können komplexe Formen erstellt werden, die manuell entweder nicht reproduziert werden können oder sehr zeitaufwändig wären. Das Teilen von Rezepten ist so einfach wie das Übertragen einer digitalen Datei über das Internet. Alles, was erforderlich ist, sind dieselben Rohstoffe, Druckeinstellungen und ein kompatibles Druckgerät. Das heißt, dass dieselben Lebensmittel in Chargen hergestellt werden können, ohne dass zusätzliche Kosten für die Massenproduktion entstehen.

Drittens wird der gesamte Betriebsablauf größtenteils durch Druckerbedienung erledigt, was die Arbeitskosten senkt und auch das Risiko der Übertragung lebensmittelbedingter Infektionskrankheiten verringert.

Ich bin davon überzeugt, dass die 3D-Drucktechnologie in Zukunft in mehr Prozessen der Lebensmittelverarbeitung zum Einsatz kommen wird. Wer weiß, vielleicht können Sie es eines Tages selbst probieren und feststellen, ob der Geschmack anders ist.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Zhang Yu

Gutachter: Wu Huaiyu (Forscher am Institut für Automatisierung, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.