کشاورزی در قرن گذشته راه طولانی را پشت سر گذاشته است. ما مواد غذایی را بیشتر از همیشه تولید کردیم اما مدل فعلی ما برای تولید غذا تاب نمی‌آورد و همانطور که جمعیت جهان به سرعت در حال نزدیک شدن به ۸ میلیارد نفر است، روش‌های تولید مواد غذایی مدرن به یک دگرگونی بنیادی نیاز خواهند داشت. خوشبختانه طیف وسیعی از فناوری‌های جدید وجود دارد که می‌توانند این تغییر را امکا‌ن‌پذیر کنند. یکی از این فناوری‌ها چاپ سه بعدی مواد غذایی است که در ادامه با آن آشنا می‌شویم.

چاپ سه بعدی مواد غذایی

چاپگرهای سه بعدی، ماشین آلاتی هستند که می‌توانند بر روی یک میز جای بگیرند و اشیای سه بعدی از پلاستیک، فلزات و دیگر مواد خام را تولید کنند. این چاپگرها می‌توانند تقریباً هر چیزی را تولید کنند. چاپگر فیبر کربنی نمونه‌های اولیه خودرو را با دقت بالا تولید می‌کند. اسباب بازی‌های سفارشی که در ویترین هیچ مغازه‌ای دیده نمی‌شوند، طلا و جواهر، دکوراسیون خانه و لباس با تنها یک فایل دیجیتال تولید می‌شوند.

اما مرز جدیدی در فناوری چاپ سه بعدی وجود دارد که تنها روی مواد غذایی متمرکز شده است. نوآوری‌های اخیر ماشین‌هایی را بوجود آورده است که در خدمت تولید مواد غذایی در مقیاس‌های بزرگ هستند. مشاهیر صنعت در این نقطه متوقف نمی‌شوند: آنها فکر میکنند چاپگر سه بعدی غذا می‌تواند ارزش غذایی وعده‌های غذایی را بهبود بخشد، مجسمه‌های پیچیده از مواد غذایی روزمره تولید کند و مشکل گرسنگی در مناطقی از جهان که به مواد تازه و مقرون به صرفه دسترسی ندارند را حل کنند. هیچ شکی وجود ندارد که چاپ سه بعدی مواد غذایی راه طولانی در پیش دارد.

اصول اولیه چاپ سه بعدی مواد غذایی

بیشتر چاپگرهای سه بعدی غذا چاپگرهای رسوبی هستند، بدین معنی که لایه‌های مواد اولیه در یک فرایند شناخته شده به عنوان ساخت افزایشی روی هم قرار می‌گیرند. دسته‌های جدیدتر از چاپگرهای سه بعدی، چاپگرهای اتصالی هستند که مواد را با یک نوع چسب خوراکی به هم متصل می‌کند.

آخرین نسل از چاپگرهای سه بعدی غذایی بسیار پیچیده‌تر هستند. این چاپگرها از مواد پودری و لیزرها و بازوهای رباتیک استفاده می‌کند تا مجسمه‌های شکری، شکلات‌های دارای الگو و شیرینی‌های مشبک ایجاد کنند. یک چاپگر دیگر، ChefJet ساخت ۳D Systems، لایه‌های نازک از پودر شکر را به انواع اشکال هندسی بلورین تبدیل می‌کند. چاپگر Choc Edge ساخت Natural Foods شهر بارسلونا، شکلات را با سرنگ به الگوهای زیبا تزریق می‌کند.

چاپگرهای پیشرفته می‌توانند حتی وظایف بیشتری را به عهده بگیرند. برای نمونه Foodini، با استفاده از مواد تازه قرار گرفته در کپسول‌های فولادی ضد زنگ، مواد غذایی همچون پیتزا، ماکارونی و کیک‌های شکلاتی را آماده می‌کند. ماشین پاستا ساز Barilla، نودل‌ها را با آب و آرد سمولینا چاپ می‌کند. و یک نمونه اولیه طراحی شده توسط Hod Lipson، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه کلمبیا، شیرینی‌های ساده را تولید می‌کند.

تولید غذا

در حال حاضر، آشپزخانه‌های تجاری، نانوایی‌ها و قنادی‌ها از چاپگرهای سه بعدی غذا استفاده می‌کنند تا در زمان و تلاش صرفه جویی کنند

Hervé Malivert، مدیر فناوری مواد غذایی و هماهنگ کننده آشپزی در مرکز بین المللی آشپزی گفت: فناوری مردمی شده است. وی به Digital Trends گفت: «با یک چاپگر سه بعدی شما می‌توانید مجسمه‌های شکلاتی پیچیده و تکه‌های زیبا برای تزئین یک کیک عروسی چاپ کنید. هر کسی نمی‌تواند این کار را انجام دهد به سال‌ها و سال‌ها تجربه نیاز است اما یک چاپگر سه بعدی اینکار را آسان می‌کند».

Paco Pérez، سرآشپز رستوران Miramar در Llançà، اسپانیا، در حال حاضر این تئوری (فناوری چاپ سه بعدی غذا) را در عمل مورد استفاده قرار داده است. وی از چاپگر Foodini استفاده می‌کند تا اشکال و قطعات دقیقاً یکسان تولید کند.

او تنها نیست. Food Ink، یک رستوران چاپ سه بعدی تقریباً به طور کامل با استفاده از چاپگرهای تجاری در دسترس ساخته شده است. همه چیز از میزهای رستوران تا صندلی‌ها و لامپ‌های طی یک هفته چاپ شدند. و همه غذاهای اصلی و دسرها به صورت چاپ سه بعدی تولید و سرو می‌شوند.

چاپ سه بعدی مواد غذایی پتانسیل بالایی در بازار دارد. چاپگر XYZ Food، که این شرکت در Consumer Electronics Show 2015 در لاس وگاس رونمایی کرد، در حال حاضر آماده پخت کوکی‌ها، پیتزا و بیسکویت برای نانوایی‌ها در چین و یک خرده فروشی زنجیره‌ای مواد غذایی در استرالیا است.

پایداری

انتظار می‌رود جمعیت جهانی تا سال ۲۰۵۰ به حدود ۹٫۶ میلیارد نفر برسد. و برخی از تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند برای حفظ سطح فعلی، تولید مواد غذایی باید ۵۰ درصد افزایش یابد.

با چاپ سه بعدی مواد غذایی احتمالاً مشکل حل نمی‌شود، اما این فناوری می‌تواند یک راهکار کمکی باشد. برخی از کارشناسان معتقدند که چاپگرها می‌توانند از هیدروکلوئیدها و یا مواد متشکل از ژل‌ها و آب به جای عناصر اصلی تشکیل دهنده غذاها با انرژی‌های تجدیدپذیر فراوان مانند جلبک‌ها، خزه و چمن استفاده کنند. به این منظور، یک گروه در سازمان هلندی برای تحقیقات کاربردی علمی در آلمان یک روش چاپ برای ریز جلبک‌ها، یک منبع طبیعی از پروتئین، کربوهیدرات، رنگدانه‌ها و آنتی اکسیدان‌ها توسعه داده‌اند.

Joseph F. Coughlin، بنیانگذار و مدیر AgeLab در مؤسسه فناوری ماساچوست، فکر می‌کند چاپ سه بعدی می‌تواند مصرف و انتشار سوخت را کاهش دهد. فروشگاه‌های مواد غذایی در آینده ممکن است «کارتریج غذایی» را انبار کنند و ذخیره مواد فاسد شدنی پایان یابد، فضای قفسه‌ها آزاد شود و حمل و نقل و ذخیره‌سازی مورد نیاز کاهش یابد. وی به نیویورک تایمز گفت: «تحویل محصول‌ها ممکن است با مقادیر بزرگتری انجام شود که به راحتی ذخیره می‌شوند».

تغذیه

چاپگر سه بعدی مواد غذایی می‌توانند تولید تجدیدپذیر بیشتری انجام دهد، فروشگاه مواد غذایی را سازگار با محیط زیست کنند. آنها همچنین پتانسیل ایجاد انقلاب در صنعت تغذیه را دارند. در این زمینه ناسا در خط مقدم است. این سازمان در سال ۲۰۱۳ فناوری‌هایی که می‌تواند مواد غذایی را در مأموریت‌های طولانی مدت حفظ کند آزمایش کردند. و قرارداد ۱۲۵،۰۰۰ دلاری Small Business Innovation Research را به Systems & Materials Research Corporation (SMRC) به منظور توسعه یک سامانه چاپ سه بعدی غذایی برای فضانوردان اعطا کرد.

آینده چاپگرهای سه بعدی غذایی می‌تواند موجب شود که مواد غذایی فرآوری شده سالم‌تر باشند. Lynette Kucsma از بنیان‌گذاران Foodini، پیش‌بینی می‌کند چاپگرهای تولیدی فست فودها را مغذی‌تر کند.

Lipson پیش‌بینی کرد که چاپگرهای آینده قادر به ارائه مقادیر دقیق از مواد، ویتامین‌ها و مکمل‌ها و غذاهای سفارشی که نیازمند مقدار کالری ویژه برای یک کاربر است، خواهد بود.

Lispon به نیویورک تایمز گفت: «چاپ غذایی می‌تواند به مصرف‌کنندگان اجازه دهد مواد غذایی با محتوای تغذیه‌ای سفارشی، بر اساس داده‌های بیومتریک و ژنومی بهینه‌سازی شده چاپ کنند. بنابراین به جای خوردن یک تکه نان که روز قبل از سوپر مارکت تهیه شده، می‌توانید چیزی که به طور ویژه برای شما پخته شده را بخورید. این ممکن است حلقه گم شده بین تغذیه و پزشکی شخصی و مواد غذایی روی میز شما باشد».

اما چاپ سه بعدی مواد غذایی برای افراد بیمار و مبتلا به آلرژی در آلمان نوید بخش است. یک گروه از خانه‌های بازنشستگی فناوری چاپ سه بعدی را اتخاذ کردند تا سبزیجاتی مانند هویج و کلم بروکلی را با حفظ قالب اصلی آنها پوره کند تا هضم و جویدن آنها راحت شود. و WASP، یک شرکت چاپ سه بعدی مستقر در ایتالیا، در حال آزمایش یک چاپگر است که می‌تواند نسخه‌های فاقد گلوتن از غذاهای محبوب را تولید کند.

موانع

با وجود پیشرفت‌های اخیر در چاپ سه بعدی مواد غذایی، صنعت دارای هزاران چالش است که باید به آنها غلبه کرد. در حال حاضر بسیاری از مواد تشکیل دهنده پیش از اینکه یک چاپگر بتواند آنها را دستکاری کند باید به خمیر تبدیل شوند و فرآیند چاپ به طور معمول بسیار وقت‌گیر است. Lipson گفت: «چاپ مواد غذایی از نقطه نظر مهندسی نسبت به پلاستیک یا فلزات سخت‌تر است. مواد غذایی به شیوه‌های بسیار پیچیده با هم ترکیب می‌شوند».

بسیاری از چاپگرهای سه بعدی موجود محدود به مواد خشک و فاسدنشدنی هستند چون بیشتر پروتئین‌ها و فرآورده‌های لبنی در معرض خطر فساد هستند. Malivert گفت: «همه چیز باید خشک باشد در غیر این صورت باید نگران فاسد شدن آنها باشید».

موضوع بعدی، انتظارات است. Daniel Crossley، مدیر اجرایی در شورای اخلاق غذایی انگلستان به Digital Trends گفت: «ما باید در این مورد معقول باشیم. ما باید با مشکلاتی که در حال تلاش برای حل آنها هستیم آغاز و به عقب بازگردیم و سعی کنیم اثرات بهداشتی و اجتماعی چاپ سه بعدی مواد غذایی را درک کنیم».

حتی برخی در جهان آشپزی در مورد این فناوری تردید دارند. Tony Tantillo، کارشناس مواد غذایی و شرکت کننده در برنامه CBS در نیویورک، معتقد است چاپگر سه بعدی مواد غذایی برای استفاده در فست‌فود‌ها بهتر از خانه‌ها و رستوران‌ها است. وی در مصاحبه اخیر خود گفت: «این‌ها دو چیز مختلف هستند که نباید با هم ترکیب شوند. چاپ مواد غذایی برای یک مجله، بله. اما برای غذا خوردن؟ نه».

Lynette Kucsama، مدیر عامل و بنیان‌گذار Natural Machines به Fortune گفت: «هنگامی که مردم برای نخستین بار در مورد مایکروویو شنیدند، این فناوری را درک نکردند. اما در حال حاضر، ۹۰ درصد از خانواده‌ها دارای مایکروویو هستند».

در مورد چاپگر سه بعدی غذا بیشتر بخوانید:

>>ساخت چاپگر سه بعدی غذا

منبع: digitaltrends

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است.