Käsekuchen aus dem 3D-Drucker? In der kulinarischen Suche nach einem Star Trek-Essensreplikator

Neben Jetpacks, Hologrammen und universeller Gesundheitsversorgung ist eines der großen unerfüllten Versprechen der Zukunft im Star-Trek -Stil der Lebensmittelreplikator. Nur wenige Konzepte haben mehr Einfluss auf die begeisterten Feinschmecker, die immer auf der Suche nach den neuesten Trends in der Küche sind, als auch auf diejenigen von uns, die sich kaum die Mühe machen, eine Tiefkühlpizza in den Ofen zu schieben, als eine Schachtel in Ihrem Zuhause, die jede gewünschte Mahlzeit zubereiten kann .

Sie drücken einen Knopf, und die Maschine surrt und piept und kreiert das köstliche Gericht Ihrer Wahl, ohne dass mühsames Hacken oder Marinieren oder Anbraten in der Pfanne erforderlich ist. Es ist eine Idee, die viel zu schön ist, um wahr zu sein – aber wir könnten dieser paradiesischen Utopie einen Schritt näher sein, als Sie denken.

Wie man einen Käsekuchen in 3D druckt

Forschern der Columbia University ist es kürzlich gelungen, einen Käsekuchen in 3D zu drucken, und zwar in einem Verfahren, das genauso köstlich ist, wie es sich anhört. Sie haben ihre Entdeckungen in einem Artikel in npj Science of Food ausführlich beschrieben, und wir haben mit dem Hauptautor Jonathan Blutinger gesprochen, um zu erfahren, wie sie es gemacht haben.

Die Druckhardware befindet sich noch in der Forschungsphase und ist noch nicht konsumreif, hat aber erfolgreich einen vollständig essbaren Käsekuchen gedruckt. Die von den Forschern durchgeführten Tests umfassten das Schichten von Graham Cracker, Erdnussbutter, Nutella, Bananenpüree, Erdbeermarmelade, Kirschnieselregen und Zuckerguss in einem (vermutlich extrem süßen) Dessert.

Das Prinzip der Maschine ähnelt einem 3D-Drucker für den Heimgebrauch, ersetzt jedoch Spulen aus Kunststofffilamenten durch das, was die Forscher „Lebensmitteltinte“ nennen. Lebensmittel werden zu einer Püree-Konsistenz verarbeitet und in handelsübliche Behälter in Lebensmittelqualität gefüllt, die von der Maschine extrudiert werden, um nach Bedarf Schichten mit jedem Geschmack abzulegen.

Jeder Druck ist ein heikler, mühsamer Prozess auf der aktuellen Maschine, und es braucht Zeit, um jedes einzelne Element des Drucks einzurichten und zu optimieren. Die Gruppe arbeitet an einer Möglichkeit, Drucke zu simulieren, bevor sie ausgeführt werden, um Zeit und Material zu sparen. Aber um an diesen Punkt zu gelangen, mussten viele fehlgeschlagene Drucke durchgesehen werden – was für die Forscher anscheinend eine lästige Pflicht war, auch wenn sie für ein Publikum ziemlich erfreulich sind.

„Es hat mich innerlich wirklich verletzt, als das passierte“, sagte Blutinger mit einem Seufzen. „Das war schwer mit anzusehen.“

Aus dieser Mischung aus erfolgreichen und gescheiterten Drucken sind einige grundlegende Regeln des Lebensmitteldrucks hervorgegangen. Sie müssen festere Zutaten verwenden, um strukturelle Elemente wie Wände aufzubauen, die mit weicheren Zutaten gefüllt werden können, die Wände dieser Strukturen verjüngen, damit sie unten dicker und oben dünner sind; Denken Sie daran, Platz für die Druckdüse zu lassen, wenn Sie Zutaten als Füllung verwenden.

Viele der Prinzipien des Druckens mit Lebensmitteln ähneln den Konstruktionsprinzipien, die wir in anderen Umgebungen sehen, wie zum Beispiel beim Bau von Häusern. Es stellt sich heraus, dass die technischen Axiome immer noch gelten, egal ob Sie in Ziegeln oder in Bananen bauen.

Gedruckte Lebensmittel schmackhafter machen

So raffiniert diese Technologie auch ist, etwas, dessen sich Forscher, die auf diesem Gebiet arbeiten, sehr bewusst sind, ist der Ick-Faktor, den Menschen in Bezug auf das, was sie essen, erleben können. In einer Welt, in der sich viele Menschen darauf konzentrieren, mehr Vollwertkost zu essen und weniger Zusatzstoffe zu konsumieren, könnte die Technisierung von Lebensmitteln in druckbare Pasten abschreckend wirken.

Eine Möglichkeit, wie Blutingers Gruppe diese Herausforderung angeht, besteht darin, die Zutaten, die sie in ihren Projekten verwenden, denen ähnlich zu halten, die Sie in jeder Küche finden würden. Die in ihren Käsekuchen verwendeten Bananen wurden zum Beispiel im Lebensmittelgeschäft gekauft (das Papier gibt an, dass es Appletree Market in New York City war, vermutlich für den Fall, dass eine Nachbildung erforderlich sein sollte) und von den Forschern selbst von Hand püriert.

(„Wir haben eine Banane mit einer Gabel von Hand zerdrückt, bis die Konsistenz einheitlich war, um sicherzustellen, dass die Düsenspitze während der Extrusion nicht verstopft wird“, heißt es in dem Artikel, ein starker Anwärter auf meinen absoluten Lieblingssatz, der in einer wissenschaftlichen Arbeit veröffentlicht wurde.)

Das war eine bewusste Entscheidung, um die im Käsekuchen verwendeten Zutaten nahe am Bekannten zu halten. „Es ärgert die Leute genug, dass Essen, das sie essen, als ‚gedruckt' betrachtet wird“, sagte Blutinger. „Wir hatten also diese mentale Umstellung, dass wir mit Zutaten arbeiten mussten, mit denen die Leute vertraut waren. Es mussten Dinge aus dem Lebensmittelgeschäft sein, Dinge, mit denen wir täglich zu tun haben.“

Die Gruppe arbeitet mit einem Ernährungsberater zusammen und hält sich von dem fern, was er als „Goops und Pulver“ bezeichnet, um zu versuchen, die Menschen mit der Idee dieser neuen Art der Zubereitung von Gerichten vertraut zu machen. „Wir verwenden das gleiche Material, mit dem Sie normalerweise kochen, nur die Art und Weise, wie es zusammengesetzt wird, ist anders“, sagte er.

Es gibt immer noch praktische Bedenken bei der Arbeit mit frischen Lebensmittelzutaten, wie z. B. die Notwendigkeit, bestimmte Artikel bei bestimmten Temperaturen zu lagern. Das derzeitige System besteht darin, Lebensmittel in die lebensmittelechten Röhrchen zu füllen, diese Röhrchen dann nach Bedarf im Kühlschrank aufzubewahren und die Maschine nach jedem Gebrauch gründlich zu reinigen. So etwas könnte in Zukunft automatisiert werden, um die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten, was bedeutet, dass gedruckte Lebensmittel genauso sicher und gesund – oder sogar sicherer – sind als von Hand zubereitete Lebensmittel.

Es ist immer noch eine mentale Veränderung, auf diese Weise über die Zubereitung von Speisen nachzudenken, aber es muss keine negative in Bezug auf die Schmackhaftigkeit sein. „Wenn überhaupt, denke ich, bringt es dich auf seltsame Weise näher an das Essen heran“, sagte Blutinger. "Weil Sie alle Zutaten sehen können, die darin stecken, und Sie können sehen, wie es vor Ihren Augen hergestellt wird."

Über Käsekuchen hinausgehen

3D-gedruckte Lebensmittel sind ein wachsendes Interessengebiet und tauchen bereits in Bereichen auf, an die Sie vielleicht noch nicht gedacht haben. Ein Bereich, in dem der 3D-Druck bereits eingesetzt wird, sind pflanzliche Fleischalternativen , wo eine Vielzahl von Unternehmen die Technologie nutzen, um Lebensmittel herzustellen, die die Textur und den Geschmack von Fleisch haben, ohne Tieren Schaden zuzufügen.

„Wenn Sie sich vorstellen, dass der 3D-Druck eine Nahrungsraupe im Millimetermaßstab steuert, könnte jede dieser Kugeln Muskelfaser oder Fettfaser in einem gedruckten Steak sein“, erklärte Blutinger. „So können Sie Ihre eigenen einzigartigen Marmorierungsmuster erstellen.“ (Auf diesem Gebiet forscht er auch für das israelische Unternehmen Redefine Meat.)

Derzeit werden vor allem in Europa 3D-gedruckte Steaks auf pflanzlicher Basis hergestellt und gegessen, aber die Zukunft könnte ein viel breiteres Spektrum an Möglichkeiten für den Lebensmitteldruck bieten. Eine Sache, die der 3D-Druck kann, was menschliche Köche im Allgemeinen nicht können – mit Ausnahme einiger hochqualifizierter Profiköche –, ist die Zubereitung von Zutaten in extrem dünnen Schichten, wodurch die Art und Weise verändert wird, wie sich die Aromen vermischen oder ergänzen.

„Nehmen Sie ein typisches Abendessen: Letzte Nacht hatte ich Lachs, Pilze, Spargel und Reis“, sagte Blutinger. „Wenn ich das auf eine neue Art und Weise schichten und diese Zutaten verflechten könnte, um einen Geschmack zu kreieren, den ich noch nie zuvor hatte – das ist ein ziemlich cooler Gedanke.“

Für komplexere Essenskreationen brauchen wir eine Möglichkeit, Essen nicht nur zusammenzustellen, sondern auch zu kochen. Daran arbeitet Blutingers Gruppe auch mit einem neuen Verfahren namens Laser Cooking , bei dem Laser eingesetzt werden, die in Lebensmittel eindringen können, um diese je nach Bedarf entweder von innen oder von außen zu garen. Es ist möglich, dass ein zukünftiges Gerät 3D-Druck und Laserkochen für eine One-Box-Lösung für die Zubereitung aller Arten von Mahlzeiten und Snacks kombiniert.

Die Zukunft: neue Lebensmittel

Die meisten Arbeiten zum 3D-Druck von Lebensmitteln haben sich bisher darauf konzentriert, bekannte Gerichte mit dieser neuen Technologie nachzubilden. Es ist besonders nützlich, um individuelle Bestellungen anzupassen, z. B. eine Maschine, die problemlos eine Charge Burger für eine Familie herstellen könnte, von denen einer keine Zwiebeln und der andere mehr Ketchup enthält. Aber seine Anhänger sagen, dass sein Potenzial weitaus größer ist.

Die Vision ist, dass ein 3D-Drucker zu einem grundlegenden Gerät in jeder Küche wird, das für alles verwendet wird, von der Zusammenstellung gesunder und personalisierter Mahlzeiten zu Hause bis hin zur Herstellung wilder Kreationen für High-End-Restaurants.

Und das bedeutet, dass die Arten von Lebensmitteln, die wir mit einem Drucker herstellen, weitgehend neu sein könnten. „Die meisten Lebensmittel, an die wir gewöhnt sind, wurden für unsere Kochgeräte und Utensilien optimiert“, sagte Blutinger. Nehmen Sie die geliebte Pizza, die perfekt dazu geeignet ist, von Hand zusammengesetzt und in einem heißen Ofen gebacken zu werden – eine 3D-gedruckte Version wird diesen lange raffinierten Klassiker wahrscheinlich nicht verbessern.

Aber 3D-gedruckte Lebensmittel könnten etwas ganz anderes werden. Aufgrund der Art und Weise, wie es dünne Schichten auftragen kann, kann es völlig neue Essempfindungen erzeugen – wie der Käsekuchen, der anscheinend interessant zu essen war, weil jede seiner sieben Zutaten in einer Welle probiert werden konnte. "Es verändert die Art und Weise, wie Sie über die Zusammenstellung von Lebensmitteln nachdenken müssen", sagte Blutinger.

Im Moment fangen wir jedoch gerade erst an, diese neue Welt der Lebensmittelmöglichkeiten zu erkunden, und das beginnt mit diesen unkonventionell aromatisierten bedruckten Desserts. Die vielleicht wichtigste Frage ist also einfach: Haben die Forscher den Käsekuchen gegessen, den sie gedruckt haben, und hat er geschmeckt?

"Ja!" sagte Blutinger. "Es hat gut geschmeckt."