Инженеры напечатали на 3D-принтере десерт из семи ингредиентов

Американские инженеры использовали 3D-печать несколькими съедобными ингредиентами для приготовления сложносоставного кондитерского изделия. Для этого они использовали семь компонентов: печенье, арахисовую и шоколадные пасты, клубничное желе, бананы, глазурь и вишневый соус, а также принтер с возможностью термической обработки напечатанных слоев с помощью лазерного излучения. Статья с описанием процесса готовки десерта опубликована в журнале npj Science of Food.

В последние годы 3D-печать стала невероятно популярной технологией, которая нашла применение во многих сферах: от строительства до создания авиационных и ракетных двигателей. Не обошли стороной аддитивные технологии и пищевую промышленность — появление первого экспериментального 3D-принтера для еды датируется 2007 годом. С тех пор ассортимент съедобных «чернил» непрерывно расширялся. Технологию опробовали, например, на сахаре, шоколаде, криогенной муке и кофейной пленке. А в 2021 году ученые провели успешные эксперименты с 3D-печатью мясом – уложенное слоями куриное пюре поджаривали с помощью лазера мощностью от пяти до десяти ватт.

Однако до последнего времени количество ингредиентов, используемых в печати еды, ограничивалось одним-двумя. Эту ситуацию решили исправить инженеры под руководством Хода Липсона (Hod Lipson) из Колумбийского университета. Они провели эксперимент по 3D-печати небольшого куска торта, состоящего одновременно из семи ингредиентов: печенье, арахисовое масло, глазурь, шоколадная паста, клубничное желе, банан и вишневый сироп.

Печенье исследователи размололи и смешали с водой и маслом, чтобы получить массу, пригодную для использования в принтере. Бананы измельчили с помощью вилки. Остальные ингредиенты не потребовали никакой предварительной обработки. Все пищевые «чернила» охладили, чтобы получить более плотную и однородную консистенцию, после чего поместили в пластиковые цилиндры от медицинских шприцов и установили в 3D-принтер, оснащенный синим и инфракрасным лазером для дополнительной термической обработки продуктов.

Инженеры хотели продемонстрировать, что возможно напечатать еду со сложным составом ингредиентов без дополнительного вмешательства человека, используя исключительно программно-аппаратные методы. Они подготовили файлы с «рецептами» – трехмерными CAD-моделями для послойной печати куска торта последовательно всеми семью пищевыми компонентами.

Первые несколько попыток завершилась неудачно – ингредиенты расползались под собственным весом, и разработчикам приходилось вносить изменения в трехмерную модель десерта и настройки принтера. В итоге, они выяснили, что для успешной печати кондитерского изделия из нескольких компонентов разной вязкости необходимо соблюдать правильную пропорцию компонентов, скорость подачи определенных чернил, толщину слоев и последовательность их печати.

Слои из более твердых ингредиентов должны наноситься в первую очередь. Они должны служить опорой и выполнять функции контейнеров для жидких наполнителей. В данном случае основой торта послужили слои из пасты на основе печенья, из которой послойно печаталось основание и стенки резервуаров, которые затем заполнялись более мягкими ингредиентами, такими как арахисовая и шоколадная пасты.

В свою очередь они могут служить поддерживающими слоями для еще менее вязких бананового пюре и вишневого сиропа. Стенки контейнера должны быть толще в нижней части и уменьшаться с высотой. Для большей жесткости пространственной конструкции некоторые слои можно дополнительно запекать с помощью синего лазера.

Модель, которую использовали исследователи, имела привычный вид отрезанного кусочка торта. Однако, по словам авторов работы, с помощью трехмерной печати можно создавать гораздо более сложные съедобные конструкции необычной формы, используя комбинации из ингредиентов разной жесткости. Авторы надеются, что в будущем данная техника приготовления пищи станет более распространенной и можно будет легко обмениваться файлами с цифровыми рецептами.

Ранее мы рассказывали об инженерах из Японии, которые с помощью 3D-принтера научились печатать печенье со скрытыми QR-кодами. Внутри него в определенном порядке расположены полости или области, заполненные тестом с красителем. Вместе они образуют нужный рисунок кода, считав который, можно узнать информацию о продукте, например, его состав или срок годности.