Технологія 3D-друку з кожним роком набуває все більшої популярності. Інтерес до неї настільки великий, що деякі експерти переконані, що найближчим часом це здійснить повну революцію у виробництві продуктів харчування. 

Яким чином друкується їжа?

Перші спроби 3D-друку їжі почали робити в Китаї на початку ХХІ століття. До 2014 року харчові 3D-принтери використовувалися переважно для виготовлення складних кондитерських виробів. 

Саме тоді Natural Machines вийшла на ринок зі своїм принтером Foodini, здатним друкувати десерти з усіх видів свіжих інгредієнтів. Хоча за формою та розміром цей пристрій схожий на звичайну мікрохвильову піч, він не підігріває й не дозволяє запекти у печі продукти. Харчовий матеріал завантажується у капсули у вигляді маси відповідної консистенції.

Foodini працює на Android. Користувачам потрібно лише підключення до Wi-Fi, щоб вибирати рецепти з веб-сайту виробника або створювати власні. Одночасно принтер можна завантажити до 5 харчових капсул. Він також обладнаний насадками різного розміру. Найменші можуть навіть друкувати об'єкти розміром до 0,5 мм, чого було б важко досягти вручну. 

Яку їжу вже друкують на 3D-принтері?

3D-принтери не здатні виробляти їжу, а лише змінюють її форму, надаючи консистенцію пасти або пюре шляхом плавлення. Ця техніка нагадує струминний друк або розпорошення матеріалу. Найчастіше її застосовують для створення зображень - заповнення та декорування поверхонь цукром, сиром, фруктовою або ягідною м'якоттю, м'ясним фаршем, броколі та шпинатом. 

Найбільше в харчовому друці використовують шоколад. Ключовою його перевагою є легкість розрідження та надання будь-якої форми. Сучасні шоколадні принтери затребувані переважно для створення прикрас для тортів і десертів.

У 2017 році компанія BeeHex випустила принтер Chef 3D, що здатен надрукувати 12-дюймову піцу менш ніж за 5 хвилин. За кілька місяців мережа піцерій Donatos замовила моделі для вироблення піци набагато більшого розміру. Chef 3D підключається до комп'ютера або смартфона. Програма або мобільний додаток диктує, які інгредієнти використовувати. Екструдер із кількома голівками-соплами дозує тісто, томатний соус та сир на основі збережених шаблонів. 

У 2018 році фахівці Dovetail Design Studio розробили принтер для виготовлення страв за молекулярною сферифікацією. Це друкування будь-яких фруктових страви за лічені секунди, комбінуючи фруктовий сік і порошок альгінату натрію. 

Основні методи 3D-друку харчових продуктів

  • Селективне спікання променем гарячого повітря для зв'язування цукрової пудри. Це дає свободу швидкого створення складних харчових продуктів шляхом плавлення.
  • Використання сполучної речовини в рідкому вигляді, що зв'язує раніше нанесений порошок. Тільки треба попередньо переробити продукти у процесорі. Цей метод швидший і дешевший за інші, але його недоліками є шорстка обробка поверхні та висока вартість принтера ChefJet 3D Systems.
  • Екструзія гарячого розплаву використовується для рідин або паст. Матеріал нагрівають трохи вище за точку плавлення, а потім екструдують. Після цього він відразу твердне, зчіпляючись з попередніми шарами. Екструзія м'яких матеріалів також використовується при кімнатній температурі для продуктів харчування, таких як тісто, м'ясна паста і плавлений сир. Недоліки цієї технології: наявність ліній шва між шарами, тривалий час виробництва та розшарування через коливання температури.

Переваги 3D-друку у харчовій промисловості

1. Полегшення життя

3D-принтери звільняють кухарів від низки трудомістких робіт. Деякі страви складаються з безлічі однакових за формою й розміром елементів. Завдяки друку їжі можна не тільки надати їм певної форми, консистенції, забезпечити повний контроль над вмістом поживних речовин і складом страв. 

Ця технологія дозволяє врахувати ключові особливості харчування людей, які дотримуються спеціальних дієт, спортсменів, дітей та людей похилого віку або хворих. 

Із біологічної точки зору, важливими є щільність і фізична структура продуктів, яка краще засвоюється системою травлення людини. Їжа в організмі перетравлюється на за рахунок розщеплення молекул на частини, що легко всмоктуються у кишечнику. 

Але головне - це можливість змінювати консистенцію виробів із збереженням початкової форми. Вихідний матеріал подрібнюється, що вирішує проблему вживання твердих продуктів, що важко пережовуються людьми з відсутніми зубами та тими хворими, кому важко ковтати. 

Ізраїльська дослідницька компанія Yissum розробила технологію 3D-друку персоналізованих продуктів харчування на основі наноцелюлози - натурального, їстівного та некалорійного волокна. Використання наноклітинного матеріалу для приготування їжі дозволяє приєднувати додаткові білки, вуглеводи та жири під час друку та приготування їжі.

Механізм 3D-перетворення корисний у дитячому харчуванні. Овочі та фрукти, які діти не люблять, у результаті 3D-друку набувають привабливої й апетитної форми. Формування страв із продуктів, надрукованих на 3D-принтері, підходить для веганів і вегетаріанців, а також для людей, які намагаються змінити свої звички в їжі. 

2. Зменшення харчових відходів

3D-друк дозволяє скоротити кількість харчових відходів, використовуючи залишки продуктів та інгредієнтів, вилучених з естетичних причин. Великий відсоток продуктів, забракованих через неапетитний вид, може бути перероблений. 3D-принтер легко надасть їм нової, апетитної форми. 

Зокрема, Вищезгадана компанія Natural Machines представила на вересневому Конгресі морепродуктів у Рейк'явіку в Ісландії, варіант використання Foodini для переробки невикористаних шматків риби на більш привабливі форми.

Фахівці Незалежної асоціації виробників фруктів та овочів Cooperative DOOR створили спред із викинутих помідорів. 

Голландський проєкт Upprinting Food направлений на використання зіпсованого хліба у виробництві панірувальних сухарів та рисових відходів у випіканні печива та крекерів. Для створення нових смаків додаються трави, фрукти та овочі.

Ще один спосіб поводження з харчовими відходами за допомогою технології 3D-друку - виробництво з нього біорозкладного пластику та предметів побуту. Група випускників Університету Торонто в Скарборо в Канаді створила для цього стартап під назвою Genecis. Вони розробили спосіб переробки харчових відходів за допомогою біотехнологічних методів одержання біополімерів ПГА (полігідроксиалканоати), які є основою для 3D-друкованого матеріалу для виробництва упаковки.

3D-друк дає свободу творчості для створення особливо креативних та вишуканих страв. Кухарі можуть контролювати колір, смак та текстуру їжі. У світі вже є ресторани, працівники яких працюють виключно на 3D-принтерах. Зокрема, у лондонському ресторані Food Ink все - від меню до столових приладів та продуктів харчування - виготовляється з використанням цього методу. У ресторані Melisse в Санта-Моніці, що в Каліфорнії, подають французький суп із грінками, надрукованими порошком зі смаком цибулі. Престижна енотека у Барселоні пропонує меню вишуканих страв, створених у друкарні Foodini. Ефектною демонстрацією можливостей 3D-друку у кондитерській справі став проект «Модерністська кухня» 2015 року. Він полягав у відтворенні у всіх деталях елементів Версальського замку з допомогою техніки лазерного спікання. Яскравим прикладом творчого використання потенціалу тривимірного друку є діяльність української художниці-кондитерки Динари Касько. Вона надає своїм десертам неповторний дизайн і дивовижну естетику. Причому Динара використовує 3D-технології не для друку печива, а для розробки елегантних пластикових форм для його випікання.