Naarmate de wereldbevolking steeds ouder wordt en groeit, zal naar verwachting ook de vraag naar eiwitrijk voedsel toenemen. Dit heeft ook geleid tot bezorgdheid over de toenemende broeikasgassen, het land- en waterverbruik in verband met de conventionele fokdieren voor voedsel.

In sommige delen van Afrika, Azië en Zuid-Amerika wenden mensen zich al tot alternatieve bronnen van eiwitten uit insecten, planten en algen voor duurzaam voedsel dat rijk is aan voedingsstoffen. Het idee om insecten te consumeren kan echter een ongemakkelijk concept zijn om te verteren voor de rest van de wereld.

"Het uiterlijk en de smaak van dergelijke alternatieve eiwitten kan voor velen verontrustend zijn. Dit is waar de veelzijdigheid van 3D-voedselprinten de uitdaging aangaat, omdat het de manier waarop voedsel wordt gepresenteerd kan transformeren en de traagheid van de remmingen van de consument kan overwinnen", legt prof uit. Chua Chee Kai, co-auteur van de Singapore University of Technology and Design (SUTD).

Algemeen bekende voedingsmiddelen zoals wortelen kunnen bijvoorbeeld worden gemengd met alternatieve eiwitten zoals krekels om de consument een meer bekende smaak te geven. Dit mengsel van wortelen en krekels kan vervolgens worden geëxtrudeerd door een 3D-voedselprinter om een ​​visueel aantrekkelijk gerecht te creëren dat de zintuigen aanspreekt.

Het combineren van verschillende voedselinkten en het optimaliseren ervan voor 3D-voedselprinten staat echter bekend als een moeizame taak, omdat dit meestal wordt gedaan met een op vallen en opstaan ​​gebaseerde aanpak.

Prof Chua en het team van SUTD werkten samen met onderzoekers van het Khoo Teck Puat Hospital (KTPH) en de University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) om een ​​systematische technische benadering te bedenken om alternatieve eiwitten efficiënt in voedselinkten op te nemen. Door deze benadering te gebruiken voor de optimalisatie van eiwitinkten, heeft het onderzoeksteam tijd en middelen geminimaliseerd door experimentele runs te verminderen.

In hun studie, 'Systematic Engineering approach for optimization of multi-component alternative protein-fortified 3D printing food Ink', dat werd gepubliceerd in Food Hydrocolloids , gebruikte het team de gevestigde technische techniek, Response Surface Methodology, en paste deze toe voor gebruik in 3D-printen van voedsel.

Prof Yi Zhang, de hoofdonderzoeker van UESTC, legt uit:"Alternatieve eiwitten kunnen in de toekomst onze belangrijkste bron van eiwitinname worden. Deze studie stelt een systematische technische benadering voor om voedselinkten te optimaliseren, waardoor gemakkelijke creaties en aanpassingen van visueel aangename, smaakvolle en voeding met voldoende voedingswaarde verrijkt met alternatieve eiwitten. We hopen dat ons werk de consumenten zou aanmoedigen om meer van deze onbekende, maar duurzame voedingsmiddelen te eten."

Het onderzoeksteam gebruikte de centrale benadering van composietontwerp om de formuleringen van eiwitinkt te optimaliseren met drie variabelen:wortelpoeder, eiwitten en xanthaangom. Wortelpoeder zorgde voor mechanische sterkte, smaak, voedingsstoffen en kleur aan de geformuleerde inkten.

Ondertussen experimenteerden ze met alternatieve eiwitten zoals soja, spirulina, krekel, larven van de zwarte soldaatvlieg en sericine. Geformuleerde inkten werden experimenteel getest op 3D-printbaarheid en synerese met geoptimaliseerde inkten die maximale printbaarheid en minimale synerese bereikten.

Aakanksha Pant, corresponderende auteur van het artikel en onderzoeksmedewerker van SUTD voegde toe dat "dit onderzoek ook kan worden gegeneraliseerd voor andere voedselingrediënten en de reactie van de voedselinkten zoals textuur, bedrukbaarheid, waterinsijpeling kan worden opgenomen voor optimalisatie De benadering van de responsoppervlaktemethode kan ertoe leiden dat onderzoekers een vergelijkbare methode gebruiken voor het optimaliseren van 3DFP-voedselinkten die complexe voedselingrediënten met meerdere componenten vormen."