ブラジルとフランスの食品技術者は、付加製造によって食品や新素材を製造するための「インク」として使用する加工デンプンに基づくゲルを開発しました。クレジット:Bianca C. Maniglia / USP
ブラジルとフランスの食品技術者は、添加物製造によって食品や新素材を作るための「インク」として使用する加工デンプンをベースにしたゲルを開発しました。
3D プリンターで食品を製造することはすでに可能であり、味、食感、コスト、利便性、栄養に関する消費者の好みに合った製品を提供できる可能性があります。近い将来、たとえば、子供や高齢者にとって魅力的で健康的であると考えられる、パーソナライズされた形状、食感、味、および色を備えた食品を製造することが可能になるでしょう.
ブラジルのサンパウロ大学ルイス・デ・ケイロス農業大学 (ESALQ-USP) の研究者グループは、フランスのナント・アトランティック獣医学・食品科学・工学大学 (Oniris) および国立研究機関の同僚と提携している農業、食糧、環境 (INRAE) に関する国際機関は、この目標の達成に向けて前進しました。彼らは、食品の 3D プリントで「インク」として使用する加工デンプンに基づくヒドロゲルを開発しています。
FAPESP が支援するこのプロジェクトの最近の成果は、ジャーナル Food Research International に掲載されています。 .
ESALQ-USP の教授で主任研究者の Pedro Esteves Duarte Augusto は、次のように述べています。このプロジェクトは Agência FAPESP に語った.
研究者が最初に作ったゲルは、キャッサバでんぷんをベースにしていました。彼ら自身も、FAPESP が支援する以前のプロジェクトで、オゾンを使用してデンプンの構造と特性を変更する方法を開発しました。
彼らは、酸素に放電を加えることによってオゾンを生成し、水と懸濁液中のキャッサバ澱粉の混合物で容器内のガスをバブリングし、水を除去して混合物を乾燥させました。その結果が加工澱粉でした。
オゾン濃度、温度、時間などのプロセスの側面を変えることで、3D プリントで使用するのに適した一貫性という点で、さまざまな特性を持つゲルを得ることができました。
「条件を制御することで、他の用途向けの弱いゲルと、3D プリントに理想的な固いゲルを得ることができました。これは、水分が流れたり失われたりせずに印刷された構造の形状を保持するためです」と Augusto 氏は言います。
過去 2 年間で、研究者は別のデンプン修飾方法を開発しました。これには、温度と時間の両方を制御しながらオーブンでキャッサバと小麦のでんぷんを乾燥加熱することが含まれます。
新しい方法を使用して、最適な印刷適性を示す加工デンプンに基づくゲルを取得することもできました。これは、積層造形 (レイヤーごとの堆積) によって 3D オブジェクトを作成し、印刷後にその構造を維持する能力として定義されます。乾熱処理は、小麦デンプン ハイドロゲルに基づく印刷サンプルのテクスチャの可能性も広げました。
「両方の方法で良い結果が得られました。それらはシンプルで、安価で、産業規模で簡単に実装できます」と Augusto 氏は述べています。
キャッサバと小麦デンプンをベースにしたゲルのサンプルは、フランスの Oniris と INRAE で、「Food 4 Tomorrow」と呼ばれるプログラムの下で Pays de la Loire 地域イノベーション機関が資金提供した 3D 印刷用の機能性デンプンベースのゲルを開発するプロジェクトを通じて印刷されました。
フランスの科学者とのパートナーシップを通じて、ESALQ-USP の研究者である Bianca Chieregato Maniglia は、Oniris と INRAE でポスドク研究を実施し、オゾンと乾燥加熱技術を適用して、食品の 3D 印刷用の改質キャッサバと小麦デンプンに基づくゲルを生成しました。
これらの技術は、ESALQ-USP のプロセス エンジニアリング研究グループ (Ge²P) の他の研究者と協力して開発されました。
「プロジェクトに関与したすべての研究者の経験を組み合わせることで、より優れた印刷適性を備えたゲルを得ることができ、その結果、製品の受容性に不可欠なパラメーターである、より優れた形状、鮮明度、テクスチャーを備えた食品が得られました」と Maniglia 氏は述べています。
新しい成分
ESALQ-USP グループは現在、3D 食品印刷用ゲルの製造のための他の修飾方法とソースを研究することを計画しています。 ESALQ-USP は最近 3D プリンターを購入しました。これを使用して、新しいゲルで開発された構造を生成します。
加工されたキャッサバと小麦デンプンをベースにしたゲルは、食品以外のものを印刷するために使用できます。たとえば、医薬品カプセルや栄養補助食品などの生物医学製品 (栄養を与えるだけでなく、健康上の利点を与えるように設計された食品) などです。
「私たちは、3D プリントによる食品生産とオーダーメイドの食材の製造の実現可能性を実証しました。現在、アプリケーションを拡張し、他の原材料をテストすることを計画しています」と Augusto 氏は述べています。
参照:「乾式加熱処理:3D 食品印刷用途の小麦澱粉特性を改善するための潜在的なツール」ビアンカ C. マニリア、
ダマリス C. リマ、マノエル ダ マッタ ジュニア、アンソニー オゲ、パトリシア ルベイル、ペドロ E.D. Augusto and Alain Le-Bail、2020 年 9 月 22 日、Food Research International .
DOI:10.1016/j.foodres.2020.109731
