Forscher der University of Alberta haben Erbsentinten mit besseren Formbeständigkeitseigenschaften entwickelt, indem sie Plasma – den vierten Aggregatzustand – verwendeten, wodurch sie für 3D-gedruckte Lebensmittelanwendungen geeignet sind.
Der 3D-Extrusionsdruck ermöglicht die Herstellung von pflanzlichen Lebensmitteln mit anpassbaren Formen, Geschmacksrichtungen, Texturen und Nährwertprofilen. Erbsenprotein, eine hypoallergene, kostengünstige Quelle, die aus kanadischen Präriehülsenfrüchten gewonnen wird, ist jedoch aufgrund seiner schlechten strukturellen Eigenschaften im Allgemeinen nicht für den 3D-Druck geeignet.
Eine verbesserte 3D-Druckbarkeit von Erbsenprotein könnte dessen Verwendung in pflanzlichem Fleisch und Käse erweitern – Alternativen, die für den Übergang zu einer nachhaltigeren Ernährung benötigt werden.
Die Kaltplasmamethode
Um die Herausforderung der Formgebung beim 3D-Druck zu bewältigen, experimentierten die Forscher mit der Mischung von Erbsenproteinisolaten mit Wasser, das mit kaltem Plasma aktiviert wurde, in einer Methode, die als plasmaaktiviertes Mikrobläschenwasser (PAMB) bezeichnet wird.
Die Versuche lieferten Gele mit besserer Strukturstabilität, Lagerstabilität und Formbeständigkeit im Vergleich zu Erbsenproteinen, die nur mit destilliertem Wasser gemischt wurden. Die Ergebnisse, die dazu beitragen, dass Erbsenproteine nach dem 3D-Lebensmitteldruck ihre Form besser behalten, wurden in ScienceDirect veröffentlicht.
„Die Verbesserungen sind möglicherweise auf einige strukturelle Veränderungen in Proteinen zurückzuführen, die durch das PAMB-Wasser hervorgerufen wurden“, erklärt M.S. Roopesh, einer der Autoren des Artikels, gegenüber der University of Alberta.
Wertschöpfung
Neben Erbsenproteinen würden auch Quellen wie Algen, Getreidestärke und Fava-Bohnen von besseren Strukturen profitieren, die letztlich die Textur von 3D-gedruckten Lebensmitteln verbessern und sie für Verbraucher attraktiver machen, erklärt Roopesh.
Die Forscher stellen fest, dass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um die Einflussfaktoren des Prozesses vollständig zu verstehen, wie z. B. die Eigenschaften der Luft- und Argongasmischungen und die optimalen Heiz- und Kühltemperaturen. Dennoch schafft die Arbeit die Voraussetzungen für eine breitere Anwendung von Kaltplasma- und 3D-Drucktechnologien bei der Herstellung hochwertiger Proteinquellen und Biomaterialien, fügte Roopesh hinzu.
Das Projekt war eine gemeinschaftliche Anstrengung mehrerer Forscher und wurde vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und Alberta Innovates finanziert. Die Methode kann nun lizenziert werden.
„Durch die Kombination neuartiger Technologien wie Kaltplasma und 3D-Druck zur Herstellung besserer pflanzlicher Proteine und Biomaterialgele haben wir das Potenzial, einen echten Mehrwert für Pflanzenproduzenten und die Lebensmittelindustrie zu schaffen“, fügt Roopesh hinzu.
Weitere Informationen: www.ualberta.ca
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