Группа исследователей из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) использовали муку из белого риса и красной чечевицы для печати и приготовления пищи с добавлением пшеничной муки, тапиоковой муки и ксантановой камеди.
Экструзионная 3D-печать пищевых продуктов, при которой съедобные формы создаются путем послойного выдавливания пасты через сопло, в основном использует переработанные злаки и бобовые. Рафинированные крахмалы и изоляты белков ведут себя предсказуемо в сопле, а гидроколлоиды, такие как ксантановая камедь, часто добавляются в больших количествах для скрепления отпечатков. Однако их производство требует энергии и химикатов, а гидроколлоиды в больших дозах могут испортить вкус. Цельная мука, напротив, непредсказуема, поскольку ее собственные белки, жиры и клетчатка влияют на текучесть пасты.
«Преобразование минимально обработанной муки в визуально привлекательные, но при этом питательно сбалансированные трехмерные формы было захватывающим, поскольку оно сочетает в себе пищевую промышленность, материаловедение, дизайн и аддитивное производство», — сказала научный сотрудник SUTD Ааканша Пант, ведущий автор исследования.
Команда измельчила красную чечевицу в муку и смешала ее с рисовой мукой, маслом, приправами и водой, протестировав 11 рецептур, прежде чем оставить три.
«Пригодность для печати характеризовалась точностью и стабильностью формы», — объяснила Фиби Лиам Синь Ни, аспирантка SUTD, также входящая в исследовательскую группу. «Чернила с плавным профилем экструзии, которые давали равномерные, хорошо прилипшие отпечатки и сохраняли свою форму в течение 30 минут после нанесения, были классифицированы как успешные».
В одном варианте чернил использовались только рисовая и чечевичная мука. Во втором часть риса была заменена тапиоковой мукой, а ксантановая камедь добавлена в количестве всего 0,05% по весу. В третьем варианте сочетались рисовая, тапиоковая и пшеничная мука. Все три варианта разжижались под действием сопла и снова загустевали после нанесения. Чернила с ксантановой камедью удерживали больше всего воды и были немного менее текучими, но при этом образовывали комки во время печати. Два других варианта чернил давали более аккуратные изображения бабочек и облаков.
Поскольку мука была сырой, каждый отпечаток приходилось подвергать термической обработке. Команда замораживала каждый отпечаток на ночь при температуре -18°C (0°F), а затем сушила его в духовке, обжаривала во фритюре, готовила на пару или в микроволновой печи. Замораживание было крайне важно, поскольку размеры отпечатков практически не менялись, а замороженные отпечатки было легче обрабатывать, и они сохраняли свою форму под воздействием тепла.
«Замораживание помогло минимизировать усадку во время последующей термической обработки, уменьшив структурную деформацию», — добавил Пант.
Каждый метод давал заметно отличающиеся результаты при приготовлении одной и той же пасты. Приготовление на пару давало самые плотные, твердые и однородные отпечатки без трещин на поверхности. Сухие методы, напротив, удаляли воду и оставляли трещины на поверхности, а духовка и аэрогриль также подрумянивали отпечатки; микроволновая печь и аэрогриль слегка их вздували. Чернила из пшеницы и тапиоки, содержащие крахмал из трех источников, получались более твердыми и тягучими, чем остальные. Чернила из риса и чечевицы лучше всего подходили для печати и приготовления.
«Приготовление во фритюрнице с использованием горячего воздуха приводило к умеренному вздутию без разрушения формы», — сказал Пант. «Это вызывало желаемое подрумянивание поверхности за счет реакции Майяра, что приводило к образованию корочки и улучшению текстуры».
Этот ассортимент напоминает традиционную кухню, где одно и то же рисово-чечевичное тесто готовят на пару для идли или жарят на сковороде для доса. Два из трех видов чернил также не содержат глютена.
Источник: phys.org
