Bahnbrechende Forschung ermöglicht 3D-gedruckte Schokolade ohne Temperaturkontrolle

Das Konzept des 3D-Drucks mit schokoladenbasierter Tinte (Ci3DP) umfasst flüssige Schokoladenprodukte, die mit essbaren Zusatzstoffen vermischt und mit einem 3D-Drucker mit direkter Tinte (DIW) bei Raumtemperatur gedruckt werden. Die formulierten Tinten ermöglichten eine einfache Extrusion durch die Spritzen und Düsen und bilden nach der Extrusion selbsttragende Schichten, um die gedruckten Strukturen zu erhalten. Bildnachweis: SUTD

Forscher der Singapore University of Technology and Design (SUTD) haben einen neuartigen Ansatz für den 3D-Druck von Produkten auf Schokoladenbasis bei Raumtemperatur durch Kaltfließpressen entwickelt.

Das Heißschmelzextrusionsverfahren wird häufig bei 3D-gedruckten Schokoladen verwendet, bei denen die Schokolade eine Temperatur von 31 °C aufweisen mussDerC bis 36DerC, damit es geschmolzen und entsprechend dosiert werden kann. Obwohl dieses Verfahren seine Vorteile in der Einfachheit und Zugänglichkeit hat, kann der enge Bereich der Betriebstemperatur sehr restriktiv und unflexibel sein.

Umgekehrt erfordert die Kaltextrusion keine Manipulation der Temperatur, da sie ausschließlich von der Rheologie der Druckfarbe abhängt, die der Schokolade bei der Betriebstemperatur zugesetzt wird. Aufgrund des Fehlens von Tinten mit geeigneten rheologischen Eigenschaften wurde die Kaltextrusion in 3D-gedruckter Schokolade jedoch bisher nicht nachgewiesen.

Um diese Lücke zu schließen, entwickelten Forscher des Soft Fluidics Lab von SUTD (facebook.com/SoftFluidics) einen neuen Ansatz, „Chocolate-based Ink 3D Printing“ (Ci3DP), um Tinten auf Schokoladenbasis bei Raumtemperatur durch Kaltextrusion zu drucken ( siehe Bild).

Unter Verwendung des Ci3DP-Ansatzes wurden leicht verfügbare Schokoladenprodukte wie Sirupe und Pasten mit Kakaopulver vermischt, um die Rheologie der Tinte zu verändern. Tinten auf Schokoladenbasis mit hohen Konzentrationen an Kakaopulver zeigten scherentzähende Eigenschaften mit hoher Viskosität; die Tinten besaßen auch eine zahnpastaähnliche Eigenschaft, die im Ruhezustand nicht floss.

Um diese Fähigkeit zu verdeutlichen, wurden 3-D-Modelle bestehend aus Schokoladensirupen und -pasten demonstriert. Das gleiche Verfahren wurde auf die Herstellung einer Schokolade mit unterschiedlichen Texturen unter Verwendung mehrerer Tintenarten ausgedehnt. So wurde beispielsweise ein Schokoladenstück mit einer halbfesten Umhüllung und einer gleichzeitigen Flüssigkeitsfüllung hergestellt, was die Flexibilität dieses Ansatzes weiter demonstriert.

“Die Einfachheit und Flexibilität von Ci3DP bieten ein großes Potenzial bei der Herstellung komplexer Produkte auf Schokoladenbasis ohne Temperaturkontrolle”, sagte der Hauptautor des Forschungspapiers, Dr. Rahul Karyappa von SUTD.

Principal Investigator, Assistant Professor Michinao Hashimoto von SUTD, fügte hinzu: „Ci3DP ist in der Lage, maßgeschneiderte Lebensmittel aus einer Vielzahl von Materialien mit maßgeschneiderten Texturen und optimiertem Nährstoffgehalt herzustellen. Dieser neue Ansatz erweitert auch die Fähigkeiten der Branche beim 3D-Lebensmitteldruck und ermöglicht die Kaltextrusion von temperaturempfindlichen Lebensmitteln.”


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