3D Yazıcılarda Gıda Üretimi İçin Yeni Baskı Malzemeleri Yolda

Brezilya ve Fransa’daki gıda mühendisleri, yeni bir katkı maddesi imalatıyla 3d yazıcılarda gıda üretimi için “mürekkep” yaptılar. Bu yeni mürekkep  modifiye nişasta bazlı jellerden oluşuyor.

Lezzet, doku, maliyet, rahatlık ve beslenme açısından tüketici tercihlerine uygun ürünler sunma potansiyeli olan bir 3D yazıcı ile yiyecek üretmek zaten mümkün. Yakın gelecekte, örneğin çocuklar ve yaşlılar için çekici ve sağlıklı kabul edilen kişiselleştirilmiş şekil, doku, tat ve renklere sahip yiyecekler üretmek de mümkün olacak.

Brezilya’daki São Paulo Üniversitesi Luiz de Queiroz Ziraat Koleji’nde (ESALQ-USP) bir grup araştırmacı, Nantes Atlantic Veteriner Hekimliği Koleji, Gıda Bilimi ve Mühendisliği (Oniris) ve Ulusal Araştırma Enstitüsü’ndeki meslektaşları ile ortaklaşa Tarım, Gıda ve Çevre (INRAE) konusunda bu hedefe ulaşmak için adımlar attı. Gıdaların 3 boyutlu baskısında “mürekkep” olarak kullanılmak üzere modifiye nişasta bazlı hidrojeller geliştiriyorlar.

Modifiye Nişastadan Mürekkep

ESALQ-USP’de profesör ve baş araştırmacı olan Pedro Esteves Duarte Augusto, “Geçtiğimiz birkaç yılda nişastayı değiştirmek ve 3D baskı ile gıda üretmek için ‘mürekkep’ olarak kullanım için ideal özelliklere sahip jelleri elde etmek için farklı teknolojiler geliştirdik,” dedi

Araştırmacılar tarafından üretilen ilk jeller, manyok nişastasına dayanıyordu. FAPESP tarafından desteklenen bir önceki projede nişastanın yapısını ve özelliklerini ozonla değiştirmek için kullanılan yöntemi kendileri geliştirdiler.

Oksijene elektriksel deşarj uygulayarak ozon ürettiler, süspansiyon halinde su ve manyok nişastası karışımı içeren bir kapta gazı fokurdattılar ve karışımı suyu uzaklaştırarak kuruttular. Sonuç modifiye nişasta oldu.

İşlemin ozon konsantrasyonu, sıcaklık ve zaman gibi farklı yönleriyle, 3D baskıda kullanım için doğru kıvam açısından farklı özelliklere sahip jeller elde edebildiler.

Augusto, “Koşulların kontrolü, diğer uygulamalar için daha zayıf jeller ve 3B baskı için ideal olan daha sıkı jeller elde etmemizi sağladı çünkü bunlar, nemi kaybetmeden veya akmadan baskı şeklini korudu” dedi.

Son iki yılda, araştırmacılar başka bir nişasta modifikasyon yöntemi geliştirdiler. Bu, hem sıcaklığı hem de zamanı kontrol ederken bir fırında manyok ve buğday nişastasının kuru ısıtılmasını içermekte.

Yeni yöntemi kullanarak, eklemeli imalat (katman katman biriktirme) ile bir 3B nesne yapma ve basıldıktan sonra yapısını koruma yeteneği olarak tanımlanan, optimum basılabilirlik sergileyen modifiye nişastaya dayalı jeller de elde ettiler. Kuru ısıl işlem, buğday nişastası hidrojellerine dayalı basılı numunelerin dokusal olasılıklarını da genişletti.

Bu basit, ucuz ve verimli sistem ile  endüstriyel ölçekte uygulanması kolay olduğu dile getirilmekte.

Hikaye Nerede Başladı

Manyok ve buğday nişastasına dayalı jel örnekleri, Pays de la Loire bölgesel inovasyon ajansı tarafından “Yarın için Gıda” adlı bir program kapsamında finanse edilen 3D baskı için işlevsel nişasta bazlı jeller geliştirme projesi aracılığıyla Fransa’daki Oniris ve INRAE’de basıldı.

ESALQ-USP araştırmacısı Bianca Chieregato Maniglia, Fransız bilim adamlarıyla yaptığı ortaklık sayesinde, Oniris ve INRAE’de doktora sonrası araştırmalar gerçekleştirdi ve gıdaların 3B baskısı için modifiye manyok ve buğday nişastasına dayalı jeller üretmek için ozon ve kuru ısıtma tekniklerini uyguladı.

Teknikler, ESALQ-USP’nin Proses Mühendisliği Araştırma Grubu’ndaki (Ge²P) diğer araştırmacıların işbirliği ile geliştirilmiştir.

Araştırmacılardan Maniglia, “Projeye dahil olan tüm araştırmacıların birleşik deneyimi, daha iyi basılabilirliğe sahip jeller elde etmemizi sağladı, bu da ürün kabul edilebilirliği için temel parametreler olan daha iyi şekil, tanım ve dokuya sahip gıdalar elde etmemizi sağladı” dedi.

Yeni malzemeler gelebilir!

ESALQ-USP grubu şimdi 3D gıda baskı jellerinin üretimi için diğer modifikasyon yöntemlerini ve kaynakları incelemeyi planlıyor. ESALQ-USP, yeni jeller ile geliştirdiği yapıları üretmek için kullanacağı bir 3D yazıcı satın aldı.

Modifiye manyok ve buğday nişastası bazlı jeller, ilaç kapsülleri ve nutrasötikler gibi biyomedikal ürünler gibi gıda dışındaki diğer şeyleri basmak için kullanılabilir – sadece beslemek için değil, aynı zamanda sağlık yararları sağlamak için tasarlanmış gıdalarv da üretilebilir.

Araştırmanın Başyazarı Augusto “Gıda üretiminin fizibilitesini 3D baskı ve özel yapım bileşenlerin imalatı ile gösterdik. Şimdi uygulamaları genişletmeyi ve diğer hammaddeleri test etmeyi planlıyoruz ”demekte.

Gelecek Hızlı Geliyor..

Dergi Referansı

“Kuru ısıtma işlemi: 3D gıda baskısı uygulaması için buğday nişastası özelliklerini iyileştirmek için potansiyel bir araç”, Bianca C. Maniglia,
Dâmaris C. Lima, Manoel da Matta Júnior, Anthony Oge, Patricia Le-Bail, Pedro ED Augusto ve Alain Le-Bail, 22 Eylül 2020, Food Research International .
DOI: 10.1016 / j.foodres.2020.109731

Kaynak:

Foodres.com
Scitechdaily.com
Food Research International