科學(xué)家與聯(lián)合利華合作使用3D打印開發(fā)吃起來更愉快的巧克力
時間：2022-04-24 08:48 來源：中國3D打印網(wǎng) 作者：admin 閱讀：次
中國3D打印網(wǎng)4月24日訊，阿姆斯特丹大學(xué)、烏得勒支大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)和聯(lián)合利華創(chuàng)新中心的研究人員利用 3D打印的力量來完善巧克力糖果的質(zhì)地。具體來說，通過拓撲優(yōu)化，科學(xué)家們設(shè)法定制了 3D 打印食品一旦被咬破的方式，使它們吃起來更愉快。在應(yīng)用他們的方法開發(fā)出一種更美味的巧克力后，該團隊表示，在未來，它還可用于改善其他食物的“口感感官體驗”，從而開啟烹飪觀念的轉(zhuǎn)變。
該團隊發(fā)現(xiàn)有可能創(chuàng)造出可食用的“機械超材料”，其裂縫數(shù)量可調(diào)。圖片來自軟物質(zhì)雜志。
探索“機械超材料”
這可能是不言而喻的，但能夠控制食物的味道、質(zhì)地和整體感官體驗對于使它們具有吸引力至關(guān)重要。雖然科學(xué)家們強調(diào)這一點會影響日常零食，如湯、酸奶和餅干，但它也是一個往往會阻止人們吃更健康或無肉的食物的問題，這可能會被視為不那么開胃。
為了使這些食物更美味，越來越多的實驗室初創(chuàng)企業(yè)和研究小組開始嘗試通過 3D 打印來定制它們。就在去年，MeaTech 透露它已經(jīng)對 3.67 盎司的牛排進行了 3D 生物打印，而最近，新加坡科技與設(shè)計大學(xué) (SUTD) 的一個團隊開發(fā)了一種使用富含蛋白質(zhì)的豆渣進行 3D 打印的方法。
荷蘭團隊的方法與其前輩的不同之處在于，他們已經(jīng)看到他們專注于“機械超材料”。在之前的研究中，這些人造材料已顯示出可編程的形狀變化特性，可能使它們成為理想的基礎(chǔ)用于創(chuàng)建具有可調(diào)斷裂和強度質(zhì)量的新物體。然而，據(jù)科學(xué)家們稱，對于如何使用超材料來控制口感以及食客咬它們時的感官體驗知之甚少。為了糾正這一明顯的缺陷，該團隊因此轉(zhuǎn)向 3D 打印，以開發(fā)具有定制幾何形狀的巧克力形狀，旨在以一種讓它們吃起來更愉快的方式打破。
科學(xué)家們的 3D 打印巧克力設(shè)計。圖片來自軟物質(zhì)雜志。
通過拓撲優(yōu)化獲得更美味的食物
最初，研究人員設(shè)計了一種 S 形糖果，但發(fā)現(xiàn)這種糖果具有非常不同的斷裂行為，具體取決于它是沿一個軸還是另一個軸壓縮。考慮到這可能會導(dǎo)致未來吃巧克力的人可能享受它的方式不一致，該團隊選擇利用他們的發(fā)現(xiàn)來開發(fā)一種螺旋形的食物。有趣的是，在這樣做的過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)他們可以通過調(diào)整設(shè)計中“風(fēng)”的數(shù)量來調(diào)整“骨折和自接觸事件”的數(shù)量。當(dāng)喂給 10 名味覺測試人員時，該團隊還觀察到，巧克力在被咬時發(fā)出的裂紋數(shù)量對感知的飲食愉悅感有積極影響。
在確定了機械超材料影響用餐者享受用餐的潛力后，研究人員隨后將他們的方法更進一步，通過使用拓撲算法創(chuàng)建“最大各向異性結(jié)構(gòu)”。這些設(shè)計具有更復(fù)雜的圖案，在一個方向上比在另一個方向上更難咬合，從而展示了他們的方法的精確性。
盡管該團隊的研究有時確實失敗了，其 ETEC 3D Bioplotter 平臺的注射器偶爾會被巧克力堵塞，但他們?nèi)匀粓猿终J為，他們已經(jīng)證明可以“控制口感感官體驗的某些特征”，其方式是可以“打開通往新方法的大門”，推動人類與物質(zhì)的互動向前發(fā)展。
3D打印的巧克力“迷宮蛋糕”。照片來自 byFlow。
該團隊發(fā)現(xiàn)有可能創(chuàng)造出可食用的“機械超材料”，其裂縫數(shù)量可調(diào)。圖片來自軟物質(zhì)雜志。
探索“機械超材料”
這可能是不言而喻的，但能夠控制食物的味道、質(zhì)地和整體感官體驗對于使它們具有吸引力至關(guān)重要。雖然科學(xué)家們強調(diào)這一點會影響日常零食，如湯、酸奶和餅干，但它也是一個往往會阻止人們吃更健康或無肉的食物的問題，這可能會被視為不那么開胃。
為了使這些食物更美味，越來越多的實驗室初創(chuàng)企業(yè)和研究小組開始嘗試通過 3D 打印來定制它們。就在去年，MeaTech 透露它已經(jīng)對 3.67 盎司的牛排進行了 3D 生物打印，而最近，新加坡科技與設(shè)計大學(xué) (SUTD) 的一個團隊開發(fā)了一種使用富含蛋白質(zhì)的豆渣進行 3D 打印的方法。
荷蘭團隊的方法與其前輩的不同之處在于，他們已經(jīng)看到他們專注于“機械超材料”。在之前的研究中，這些人造材料已顯示出可編程的形狀變化特性，可能使它們成為理想的基礎(chǔ)用于創(chuàng)建具有可調(diào)斷裂和強度質(zhì)量的新物體。然而，據(jù)科學(xué)家們稱，對于如何使用超材料來控制口感以及食客咬它們時的感官體驗知之甚少。為了糾正這一明顯的缺陷，該團隊因此轉(zhuǎn)向 3D 打印，以開發(fā)具有定制幾何形狀的巧克力形狀，旨在以一種讓它們吃起來更愉快的方式打破。
科學(xué)家們的 3D 打印巧克力設(shè)計。圖片來自軟物質(zhì)雜志。
通過拓撲優(yōu)化獲得更美味的食物
最初，研究人員設(shè)計了一種 S 形糖果，但發(fā)現(xiàn)這種糖果具有非常不同的斷裂行為，具體取決于它是沿一個軸還是另一個軸壓縮。考慮到這可能會導(dǎo)致未來吃巧克力的人可能享受它的方式不一致，該團隊選擇利用他們的發(fā)現(xiàn)來開發(fā)一種螺旋形的食物。有趣的是，在這樣做的過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)他們可以通過調(diào)整設(shè)計中“風(fēng)”的數(shù)量來調(diào)整“骨折和自接觸事件”的數(shù)量。當(dāng)喂給 10 名味覺測試人員時，該團隊還觀察到，巧克力在被咬時發(fā)出的裂紋數(shù)量對感知的飲食愉悅感有積極影響。
在確定了機械超材料影響用餐者享受用餐的潛力后，研究人員隨后將他們的方法更進一步，通過使用拓撲算法創(chuàng)建“最大各向異性結(jié)構(gòu)”。這些設(shè)計具有更復(fù)雜的圖案，在一個方向上比在另一個方向上更難咬合，從而展示了他們的方法的精確性。
盡管該團隊的研究有時確實失敗了，其 ETEC 3D Bioplotter 平臺的注射器偶爾會被巧克力堵塞，但他們?nèi)匀粓猿终J為，他們已經(jīng)證明可以“控制口感感官體驗的某些特征”，其方式是可以“打開通往新方法的大門”，推動人類與物質(zhì)的互動向前發(fā)展。
3D打印的巧克力“迷宮蛋糕”。照片來自 byFlow。
中國3D打印網(wǎng)點評：雖然它可能不是第一個想到的技術(shù)應(yīng)用，但 3D 打印已經(jīng)在實驗水平上多次用于生產(chǎn)巧克力零食。在 SUTD，研究人員提出了一種 3D 打印牛奶甜點的方法，并用它來生產(chǎn)不同含量的巧克力、糖漿和椰子餡的甜點。與此同時，食品3D打印機制造商byFlow通過3D打印個性化巧克力展示了其專利打印頭的功能。 該技術(shù)在 2021 年全球 50 家最佳餐廳獎中展示，其主要工作原理是通過平衡打印頭不同區(qū)域的溫度與環(huán)境條件，以確保一致的食品打印結(jié)果。而在其他地方，也進行了相關(guān)的研究，通過 3D 打印而不是烹飪來調(diào)整各種菜肴的味道。 在一個這樣的項目中，哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家們甚至想出了一種方法，可以用多種成分 3D 打印不尋常的食物混合物，從而開發(fā)出新的風(fēng)味特征。
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