Stellen Sie sich vor, Ihre Küchenzeile steht nicht mehr mit Kochtöpfen, Kaffeekannen, Rührbesen, Knetmaschinen und dergleichen voll. Stattdessen schmückt sie ein, vielleicht auch zwei formschöne moderne 3D-Drucker mit integriertem Laser, die alle Rezepte einfach per Rezeptdownload auf Knopfdruck für Sie drucken. Tatsächlich ist dies in den Grundzügen schon möglich. Forscher der Universität von Columbia haben Möglichkeiten und die noch existenten Hürden unter die Lupe genommen.

Die Fragestellung

Im Creative Machines Lab des Professors Hod Lipson haben sich Maschinenbauingenieure dieser neuen Technik der Essenszubereitung gewidmet. Dabei hat sich der Hauptautor und Postdoktorand Jonathan Blutinger den Fragestellungen gewidmet: Können 3D-Drucker Küchengeräte ersetzen? Ließe sich die Lebensmittelzusammensetzung der kreierten Nahrung mit den eingesetzten Mikro- und Makronährstoffen genauer einstellen? Welche Hürden müssen die Technik überwinden, um eine solche Technologie zu kommerzialisieren? Wo könnten die Einsatzbereiche dieser Technologie liegen? Und wie schneidet das gedruckte Essen im Vergleich zu „normalen“ Lebensmitteln ab? Für die Beantwortung hat sich Blutinger zudem Professor Christen Cooper der Pace Universität für Ernährung und Diätetik ins Boot geholt.

Der Käsekuchen im Baukastensystem

Der Lebensmitteldruck ist nicht gänzlich neu. Bereits 2005 hatte Lipsons Labor diese Technik erstmals getestet. Der Unterschied zum aktuellen Projekt ist, dass das Essen nicht allein aus ungekochten Zutaten bestand. Dieses mal löste er sich von dieser Einschränkung und stellte ein Gericht aus sieben Zutaten her, dass zusätzlich mittels Lasertechnologie gekocht wurde.

Das Problem beim Druck bestand vor allem in den verschiedenen Konsistenzen von Graham Crackern, Erdnussbutter, Nutella, Bananenpüree, Erdbeermarmelade, Kirschstreusel und Glasur. Bei ersten Versuchen, bei denen das Team einfach die einzelnen Schichten übereinandergedruckte, viel das Kuchenstück in sich zusammen. Nach weiteren Versuchen schafften es die Forscher, die die liquideren Zutaten in sogenannte „Pools“ aus den festeren Zutaten zu füllen und nach oben zu verschließen. Schließlich „garte“ der Käsekuchen mithilfe eines Lasers.

Die Erkenntnisse

Der Druck bietet die Möglichkeit, einzelne Ingredienzien „im Millimeterbereich“ zu steuern. So könnten Köche ganz neue Texturen und Aromen erzeugen. Für Menschen mit Schluckbeschwerden – die Häufigkeit einer solchen Erkrankung ist nicht zu vernachlässigen – und Eltern kleiner Kinder könnte die Art der Essenszubereitung sehr praktisch sein. Auch Ernährungsberater hätten eine genaue Übersicht über die Zusammensetzung der Speisen. Außerdem kann „das System hochenergetisches gezieltes Licht für hochauflösendes, maßgeschneidertes Erhitzen“ Kosten einsparen, wie die Testläufe zeigten.

Bis es aber soweit ist, dass der Druck des alltäglichen Abendessens Wirklichkeit wird, muss die Technologie noch die eine oder andere Hürde überwinden.

O-Töne

„Da der 3D-Lebensmitteldruck noch eine im Entstehen begriffene Technologie ist, benötigt er ein Ökosystem unterstützender Branchen wie Hersteller von Lebensmittelkartuschen, herunterladbare Rezeptdateien und eine Umgebung, in der diese Rezepte erstellt und geteilt werden können. Seine Anpassbarkeit macht es besonders praktisch für den Markt für pflanzliches Fleisch, wo Textur und Geschmack sorgfältig formuliert werden müssen, um echtes Fleisch nachzuahmen.“

Hauptautor und Postdoktorand Jonathan Blutinger

„Mit einer stärkeren Betonung der Lebensmittelsicherheit nach der COVID-19-Pandemie könnten Lebensmittel, die mit weniger menschlicher Handhabung zubereitet werden, das Risiko von lebensmittelbedingten Krankheiten und Krankheitsübertragungen verringern. Das scheint ein Win-Win-Konzept für uns alle zu sein.“

Hauptautor und Postdoktorand Jonathan Blutinger

„Die Studie hebt auch hervor, dass bedruckte Lebensmittelgerichte aufgrund der unterschiedlichen Art und Weise, wie das Essen ‚zusammengebaut‘ wird, wahrscheinlich neuartige Zusammensetzungen und Strukturen der Zutaten erfordern. Es ist noch viel Arbeit nötig, um diese Prozesse zu sammeln, zu modellieren und zu optimieren.“

Professor Hod Lipson, Mechanical Engineering, Columbia University