Produkty na bazie mleka z drukarki 3D – druk na zimno

Zespół naukowców z Singapore University of Technology and Design (SUTD) opracował prostą metodę drukowania produktów mlecznych w 3D na bazie mleka. Innowacją metody jest to, że druk odbywa się na zimno, co pozwala zachować jednocześnie składniki odżywcze wrażliwe na temperaturę.

Innowacyjna metoda – druk 3D na zimno

Metod polega na wykonywaniu bezpośredniego druku trójwymiarowego (3D), atramentowego (DIW) produktów mlecznych na zimno poprzez zmianę właściwości reologicznych farby drukarskiej. Do tej pory drukowanie 3D produktów spożywczych zostało zademonstrowane różnymi metodami, takimi jak selektywne spiekanie laserowe (SLS) i wytłaczanie na gorąco. Metody wymagające wysokich temperatur nie nadają się jednak do tworzenia modeli 3D składających się z wrażliwych na temperaturę składników odżywczych. Mleko jest przykładem takiej żywności bogatej w składniki odżywcze, takie jak wapń i białko, które są wrażliwe na temperaturę. Wytłaczanie na zimno jest alternatywną metodą druku 3D, ale wymaga dodania modyfikatorów reologii i optymalizacji wielu komponentów. Aby rozwiązać to ograniczenie, naukowcy opracowali drukowanie 3D produktów mlecznych metodą DIW - metodą wytłaczania na zimno z wykorzystaniem tuszu mlecznego (mleka w proszku). Stężenie mleka w proszku pozwoliło na proste formułowanie tuszów mlecznych do druku 3D przy użyciu wody do kontrolowania reologii. Następnie metodę rozszerzono i zademonstrowano drukowanie wielomateriałowe tj. drukowanie żywności z różnymi materiałami jadalnymi.

Korzyści i możliwości zastosowania metody

Biorąc pod uwagę wszechstronność zaprezentowanej metody, przewiduje się, że wytłaczanie na zimno atramentów spożywczych znajdzie zastosowanie w tworzeniu pożywnej i atrakcyjnej wizualnie żywności, z potencjałem zastosowania w formułowaniu żywności o różnych właściwościach odżywczych i właściwościach materiałowych, gdzie atramenty spożywcze mogą być wytłaczane w temperaturze pokojowej, bez narażania składników odżywczych, które uległyby degradacji w podwyższonej temperaturze.

Druk 3D DIW

Druk 3D wykonano za pomocą pneumatycznej drukarki DIW (SHOTmini 200 Sx, Musashi Engineering, Inc., Tokio Japonia). Podłożami użytymi w tej pracy były podłoża szklane. Przed drukiem skalibrowano odległość odstępu między podłożem a dyszą na grubość warstwy 200–500 μm w zależności od lepkości tuszu mlecznego. Szybkość drukowania i ciśnienie dozowania skalibrowano również zgodnie z lepkością tuszu mlecznego.  Wydruki wykonano w temperaturze pokojowej.

A - D: wydrukowane w 3D struktury mleka odpowiednio: kanapa, forteca, okrąg i koniczyna. E: Stożek wydrukowany w 3D, zawierający płynny syrop czekoladowy jako wewnętrzne wypełnienie. F: Kostka wydrukowana w 3D z czterema przegrodami zawierającymi płynny syrop jagodowy, płynny syrop czekoladowy, śmietanę mleczną, syrop klonowy jako wypełnienia wewnętrzne. Źródło: SUTD

Źródło: https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/ra/d0ra05035k