Druk 3D umożliwił wyprodukowanie niskotłuszczowej czekolady. Technologia może się sprawdzić również w tworzeniu zdrowszych wersji innych produktów spożywczych

Naukowcy opracowali formułę niskotłuszczowej czekolady, którą można wydrukować na drukarce 3D w dowolnym kształcie. To jeden z pierwszych kroków prowadzących do opracowania nowej linii żywności funkcjonalnej, czyli artykułów spożywczych zaprojektowanych tak, by ich spożywanie było korzystne dla zdrowia, m.in. wzbogacanego probiotykami kremu budyniowego. Twórcy formuły wykorzystanej do stworzenia drukowanej czekolady pracują też nad opracowaniem formuł środków przeznaczenia spożywczego opartych na hydrożelu i oleożelu. Tymczasem już w ciągu najbliższej dekady rynek technologii druku 3D w żywności wzrośnie niemal 70-krotnie.

– Najpierw stworzyliśmy model czekolady, regulując proporcje masła kakaowego, kakao w proszku i cukru. Dzięki dostosowaniu proporcji trzech głównych składników stworzyliśmy czekoladę, którą można wydrukować w 3D. Aby obniżyć zawartość tłuszczu, wykorzystaliśmy w tym celu emulsje. Część tłuszczów, czyli masło kakaowe, zastąpiliśmy, używając składników na bazie wody. Woda i olej charakteryzują się tym, że nie można ich zmieszać. Dlatego dodaliśmy emulsję w proszku, dzięki której można uzyskać formułę pozwalającą na połączenie fazy wodnej i olejowej i uzyskanie jednolitej konsystencji – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Xuanxuan Lu z Katedry Nauk i Inżynierii Żywności Uniwersytetu Jinan.

Naukowcy stworzyli emulsję typu woda w maśle kakaowym, stabilizowaną przez gumę arabską, powszechnie stosowaną w przemyśle spożywczym. Wykorzystując zaawansowane techniki badania struktury molekularnej i właściwości fizycznych, zbadali cechy drukowanej czekolady. Poszukiwali odpowiedniego poziomu lepkości do drukowania i szukali optymalnej tekstury i gładkości, które pozwolą na osiągnięcie podobnych do tradycyjnego przysmaku odczuć towarzyszących jedzeniu. Drukarka 3D, która służy do tworzenia czekolady opracowanej przez zespół Xuanxuan Lu, może być  programowana za pomocą aplikacji na telefon komórkowy i posłużyć też do wyrobu innych produktów spożywczych.

– Właściwie już stworzyliśmy innego rodzaju żywność drukowaną 3D, na przykład krem budyniowy, który nadaje się do druku 3D. Dodaliśmy do kremu budyniowego także pewne składniki funkcjonalne, takie jak probiotyki lub związki bioaktywne, aby zawierał więcej substancji odżywczych i był zdrowszy. Stworzyliśmy także kolejny system żywieniowy z wykorzystaniem innych składników, tj. batatów fioletowych, a także system oparty na połączeniu hydrożelu i oleożelu, czyli innych rodzajów struktur żywności, które można wykorzystać do ograniczenia zawartości tłuszczu w żywności – wskazuje badaczka.

Co ważne, w praktyce technologia trójwymiarowego drukowania żywności umożliwia opracowywanie zindywidualizowanych produktów jadalnych o dostosowanym smaku, kształcie i konsystencji, a także optymalnych wartościach odżywczych i energetycznych zgodnie z potrzebami konsumentów.

– W przyszłości ta metoda może znaleźć zastosowanie w tworzeniu spersonalizowanej żywności dostosowanej do indywidualnych potrzeb, a także do wytwarzania żywności ze składników, których zazwyczaj nie wykorzystujemy, czyli odpadów żywnościowych oraz składników, których zazwyczaj nie jadamy, ale które są bogate w składniki odżywcze. Można na przykład wykorzystać obierki lub składniki, które nie są atrakcyjne wizualnie. Można stworzyć żywność drukowaną w 3D, która będzie bardziej apetyczna, biorąc także pod uwagę aspekt wartości odżywczych, czyli dodając substancje odżywcze w zależności od indywidualnych potrzeb dzięki technologii druku 3D – przewiduje Xuanxuan Lu.

Coraz więcej naukowców w swojej pracy zaczyna się skupiać na tym, by nowe technologie wykorzystać do opracowywania zdrowszych alternatyw dla tradycyjnych produktów. Przykładem może być chociażby słodki olej, opracowany przez Omega 3 Galil. To produkt, który może się stać zdrowym substytutem dla cukru w kryształkach. Formuła oleju pozwala bowiem aż kilkudziesięciokrotnie zredukować ilość cukru potrzebną do osiągnięcia efektu słodyczy w potrawie.

Według Allied Market Research światowy rynek druku 3D w żywności wypracował w 2021 roku ponad 226 mln dol. przychodów. Do 2031 roku jego wartość wzrośnie do ponad 15 mld dol.