Ein Wissenschaftler von Rutgers hat eine Formulierung aus fettarmer Schokolade entwickelt, die auf einem 3D-Drucker in so ziemlich jeder erdenklichen Form gedruckt werden kann, einschließlich eines Herzens.
Die Arbeit kündigt an, was der Forscher hofft, eine neue Linie von „funktionellen Lebensmitteln“ zu sein – Esswaren, die speziell mit gesundheitlichen Vorteilen entwickelt wurden. Ziel ist es, gesündere Schokoladensorten zu entwickeln, die für Verbraucher leicht zugänglich sind.
Berichterstattung in der wissenschaftlichen Zeitschrift, Lebensmittel-Hydrokolloidebeschrieb ein von Rutgers geleitetes Team von Wissenschaftlern die erfolgreiche Herstellung und den Druck einer Mischung zur Herstellung von fettarmer Schokolade, bei der fetthaltige Kakaobutter durch eine fettarme Wasser-in-Öl-Emulsion ersetzt wurde.
„Jeder isst gerne Schokolade, aber wir sind auch um unsere Gesundheit besorgt“, sagte Qingrong Huang, Professor am Department of Food Science an der Rutgers School of Environmental and Biological Sciences. „Um dem entgegenzuwirken, haben wir eine Schokolade entwickelt, die nicht nur fettarm ist, sondern auch mit einem 3D-Drucker gedruckt werden kann. Es ist unsere erste ‚funktionale‘ Schokolade.“
Huang, ein Autor der Studie, sagte, er arbeite bereits daran, den Zuckergehalt in der neuen Schokoladenformulierung für zuckerarme und zuckerfreie Sorten zu manipulieren.
Forscher erzeugen Emulsionen, indem sie zwei nicht mischbare Flüssigkeiten in winzige Tröpfchen zerlegen. In Emulsionen trennen sich die beiden Flüssigkeiten normalerweise schnell – wie es bei Öl und Essig der Fall ist – es sei denn, sie werden durch einen dritten, stabilisierenden Inhaltsstoff, der als Emulgator bekannt ist, zusammengehalten. (Ein Ei ist der Emulgator in einer Vinaigrette.)
Schokoladenbonbons werden im Allgemeinen aus Kakaobutter, Kakaopulver und Puderzucker hergestellt und mit einem von vielen verschiedenen Emulgatoren kombiniert.
Für die Studie experimentierte das wissenschaftliche Team mit verschiedenen Verhältnissen der Zutaten für ein Standard-Schokoladenrezept, um das beste Gleichgewicht zwischen Flüssigkeit und Feststoff für den 3D-Druck zu finden. Um den Fettgehalt in der Mischung zu senken, stellten die Forscher eine Wasser-in-Kakaobutter-Emulsion her, die durch Gummi Arabicum, einen Extrakt aus dem Akazienbaum, der üblicherweise in der Lebensmittelindustrie verwendet wird, zusammengehalten wird, um die Kakaobutter zu ersetzen. Die Forscher mischten die Emulsion mit goldenem Sirup, um den Geschmack zu verstärken, und fügten diese Kombination den anderen Zutaten hinzu.
So köstlich es auch zu essen ist, sagte Huang, Schokolade ist ein Material, das reich an Aspekten ist, die Lebensmittelwissenschaftler erforschen können.
Unter Einsatz fortschrittlicher Techniken zur Untersuchung der Molekularstruktur und der physikalischen Eigenschaften von Schokolade untersuchten die Forscher die physikalischen Eigenschaften der bedruckten Schokolade. Sie suchten nach dem richtigen Viskositätsniveau zum Drucken und suchten nach der optimalen Textur und Geschmeidigkeit „für ein gutes Mundgefühl“, sagte Huang. Sie experimentierten mit vielen verschiedenen Wasser-Öl-Verhältnissen und variierten die Prozentsätze aller Hauptzutaten, bevor sie sich für eine Mischung entschieden.
Beim 3D-Druck wird ein Drucker verwendet, um aus einem digitalen Modell ein physisches Objekt zu erstellen, indem Materialschichten in schneller Folge aufgetragen werden. Der 3D-Drucker und die von ihm produzierten Formen können über eine App auf einem Mobiltelefon programmiert werden, sagte Huang.
Letztendlich sagte Huang, er plane, funktionelle Lebensmittel zu entwickeln, die gesunde Zusatzstoffe enthalten – Substanzen, die er mehr als zwei Jahrzehnte lang untersucht hat, wie Extrakte aus Orangenschalen, Tee, Paprika, Zwiebeln, Rosmarin, Kurkuma, Blaubeeren und Ingwer – das Verbraucher können drucken und essen.
„Die 3D-Lebensmitteldrucktechnologie ermöglicht die Entwicklung kundenspezifischer essbarer Produkte mit maßgeschneidertem Geschmack, Form und Textur sowie einer optimalen Ernährung basierend auf den Bedürfnissen der Verbraucher“, sagte Huang.
Weitere Forscher der Studie waren Siqi You und Xuanxuan Lu vom Department of Food Science and Engineering der Jinan University in Guangzhou, China.