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Was sind 3D-gedruckte Lebensmittel und welche Unternehmen arbeiten daran?

Jun 04, 2023

Haben Sie schon einmal von 3D-gedruckten Lebensmitteln gehört und sich gefragt, ob sie echt sind? Nun, das ist so und steht kurz davor, herkömmliche Restaurantküchen auf der ganzen Welt zu verändern.

Laut einem Bericht von Statista aus dem Jahr 2022 lag der weltweite Marktwert für 3D-Druckprodukte und -dienstleistungen im Jahr 2020 bei rund 12,6 Milliarden US-Dollar. Und zwischen 2020 und 2023 wird für die Branche eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von fast 17 Prozent erwartet.

Neben der guten Akzeptanz in der globalen Lebensmittelindustrie wird derzeit intensiv an der 3D-Lebensmitteldrucktechnologie geforscht. Aus einem Bericht der Strait Times aus dem Jahr 2020 geht hervor, dass das Khoo Teck Puat Hospital (KTPH) in Singapur bei mehreren Forschungsprojekten zum 3D-Lebensmitteldruck eng mit der Singapore University of Technology and Design (SUTD) und der Nanyang Technological University (NTU) zusammengearbeitet hat.

Seit 2005 führen Maschinenbauingenieure im Creative Machines Lab der Columbia University auch Experimente im Zusammenhang mit 3D-gedruckten Lebensmitteln und Lebensmitteldruckern durch.

Ganz zu schweigen von den Experimenten der NASA mit 3D-gedruckten Lebensmitteln für Astronauten auf Langstreckenmissionen – im Jahr 2013 kündigte die amerikanische Raumfahrtbehörde ihre Forschung über die Möglichkeit der 3D-Drucktechnologie für Lebensmittel an, um die Herausforderungen des Umgangs mit Lebensmitteln im Allgemeinen während langfristiger Weltraummissionen zu bewältigen Missionen. Im Januar 2023 entdeckte eine Expertengruppe der NASA auf der Consumer Electronic Show (CES) einen hochmodernen Bioreaktor für die Zukunft des Essens im Weltraum.

Zweifellos strebt der 3D-Lebensmitteldruck eine mögliche Renaissance des Kochens an – eine Zeit, in der frische Produkte und unkonventionelle Kombinationen durch einen automatisierten Prozess hergestellt werden.

Dabei handelt es sich um eine Mahlzeit, die durch einen automatisierten additiven Prozess, den sogenannten 3D-Lebensmitteldruck, zubereitet wird. Diese neuartige Art der digitalen Lebensmittelherstellung, auch Food Layered Manufacturing (FLM) genannt, wendet die additive Fertigungsmethode auf die Lebensmittelherstellung an.

Laut einem Bericht von Chemical and Engineering News (C&EN) aus dem Jahr 2022 sagt Lynette Kucsma, Mitbegründerin und Chief Marketing Officer des spanischen Lebensmitteldruckunternehmens Natural Machines: „Wenn Sie verpackte Lebensmittel im Supermarkt kaufen, dann sind Sie es.“ Ich esse praktisch schon 3D-gedrucktes Essen.“

Einige Beispiele für 3D-gedruckte Lebensmittel sind:

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Im Jahr 1945 wurde in der Geschichte „Things Pass By“ des amerikanischen Schriftstellers Murray Leinster erstmals eine futuristische Produktionsmethode erwähnt, bei der „Zeichnungen in der Luft nach Zeichnungen angefertigt werden, die mit Fotozellen gescannt werden.“ Am Ende des Zeichenarms kommt jedoch Plastik heraus. "

Seine revolutionären Ideen wurden schließlich entwickelt, als in den 1980er Jahren erstmals die dreidimensionale Drucktechnologie aufkam. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Metall- und Kunststoffartikeln verwendet. Mehrere neue Arten der Forschung zur Entwicklung geeigneter „Tinten“-Zutaten für Lebensmittel haben jedoch dazu geführt, dass 3D-Druck zur Zubereitung begehrter Lebensmittel in der Küche eingesetzt wird.

Laut der American Society for Testing and Materials, auch bekannt als ASTM International, „nutzt die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, computergestütztes Design, um Objekte Schicht für Schicht aufzubauen.“ In ähnlicher Weise wird zur Herstellung dreidimensionaler Lebensmittel ein lebensmittelechter dreidimensionaler Druckerfaden Schicht für Schicht in die gewünschte Form gebracht, um ein dreidimensionales Lebensmittelmodell zu erstellen.

Laut einem Artikel aus dem Jahr 2023, der im Nature Portfolio Journal (NPJ) veröffentlicht wurde, „ist das Drucken von Lebensmitteln lediglich die kontrollierte Ablagerung einer Zutat; also jeder Zutat, die als Paste extrudiert wurde (z. B. Erdnussbutter, Nutella, Gemüsepüree, Senf, gemahlen). Rindfleisch, Wurst, Chicken Nuggets) können als „bedruckt“ eingestuft werden. Darüber hinaus enthalten Ketchup oder Senf auf einem Burger oder die Glasur auf einem Kuchen auch hinterlegte – oder bedruckte – Materialien.“

Laut einem Artikel von Science Direct aus dem Jahr 2022 ist Binder Jetting eine weitere beliebte Methode zur Herstellung von 3D-Lebensmitteln. Dabei werden Tröpfchen eines essbaren Bindemittels wie Calciumcaseinat (CaCas)-Pulver verwendet. Das Bindemittel verbindet das essbare Pulver mit anderen Zutaten wie Zucker oder Schokolade zu 3D-gedruckten Gerichten.

Nach Ansicht zahlreicher Experten und Forscher haben 3D-gedruckte Lebensmittel einen relativ Nischenmarkt. Bislang hat kein Dachverband wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) oder das World Food Preservation Center (WFPC) die Hersteller zugelassen, die an 3D-Lebensmitteln arbeiten. Das hält Innovatoren und Start-ups jedoch nicht davon ab, den 3D-Lebensmitteldruck in ihren Küchen einzuführen. Einige der in diesem Bereich tätigen Unternehmen sind:

Barilla, das weltweit größte Nudelunternehmen, ist ein Pionier der 3D-gedruckten Pasta. Das 1877 in Parma, Italien, gegründete, seit vier Generationen in Familienbesitz befindliche Unternehmen arbeitet seit langem an diesem Konzept. Im Jahr 2016 stellte das Unternehmen seinen ersten 3D-Lebensmitteldrucker vor, um die Designqualität, Textur und Formen seiner Nudeln zu verbessern.

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BluRhapsody®, ein Start-up, das aus der Forschungs- und Entwicklungsforschung von Barilla hervorgegangen ist, war einer der Hauptteilnehmer der Viewing-Partys des Tuorlo-Magazins. Kürzlich präsentierte das Unternehmen eine 3D-gedruckte Pasta für das Sanremo-Festival 2023, das vom 7. bis 11. Februar stattfindet.

Natural Machines, ein 2012 gegründetes spanisches Lebensmitteldruckunternehmen, ist für die Entwicklung eines 3D-Lebensmitteldruckers namens Foodini verantwortlich. Als Küchengerät hergestellt, trägt Foodini zu einer gesunden Ernährung bei und hilft „professionellen Küchennutzern, ihr Essensangebot bis hin zum Nährstoffgehalt zu personalisieren“, so Kucsma, wie er FoodNavigator mitteilte. Zu ihren Kreationen gehören Halloween-Kekse, weiße Schokoladen-QR-Codes und Schokoladen-Ostereier.

Im Mai 2023 gab dieses israelische Startup-Unternehmen bekannt, dass es in Zusammenarbeit mit Singapurs Unternehmen für nachhaltige Lebensmittelproduktion namens Umami Meats das weltweit erste 3D-gedruckte Zackenbarschfischprodukt entwickelt hat. Bei diesem Prozess extrahiert Umami Meats Zellen aus Zackenbarschen und wandelt sie in Muskeln und Fett um. Anschließend fügt Steakholder Foods sie Biotinten hinzu, die speziell für 3D-Drucker verwendet werden. Das Endprodukt ist schließlich ein schmales Filet, das den Eigenschaften eines echten Fisches ähnelt.

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Redefine Meat wurde 2018 gegründet und hat seinen Hauptsitz in Tel Aviv, Israel. Das Unternehmen kombiniert 3D-Drucktechnologie mit digitaler Fleischmodellierung und Lebensmittelformulierungen. Ziel ist es, preisgünstiges, tierversuchsfreies Fleisch aus natürlichen und nachhaltigen Zutaten herzustellen, mit dem gleichen Aussehen, der gleichen Textur und dem gleichen Geschmack wie echtes Fleisch.

Das in den Niederlanden ansässige Unternehmen byFlow, eines der weltweit beliebtesten Unternehmen im Bereich Lebensmitteldruck, wurde 2015 gegründet. Anschließend brachte das Unternehmen seinen ersten 3D-Drucker namens Focus auf den Markt.

Seitdem entwickelt byFlow seine 3D-Lebensmitteldrucktechnologie für Köche, Restaurants und Caterer weiter. Ihre webbasierte Plattform wurde speziell entwickelt, um Kunden bei der Erstellung ihrer bevorzugten 3D-Lebensmitteldesigns zu unterstützen. Das Unternehmen verfügt außerdem über eine Sammlung druckfertiger Rezepte wie Schokoladen-Ganache, herzhafte Dips und Baiser.

Neben den oben genannten Unternehmen hat auch das weltweit erste 3D-Restaurant, Food Ink, intensiv am 3D-Lebensmitteldruck gearbeitet. Das 2016 in Venlo, Niederlande, gegründete Restaurant nutzt 3D-Drucker der Firma byFlow, um ein exquisites kulinarisches Erlebnis zu bieten.

Vorteile

Nachteile

In einem Artikel aus dem Jahr 2023, der von Columbia Engineering der Columbia University, Nutrition and Dietetics veröffentlicht wurde, sagt Professor Christen Cooper von der New Yorker Pace University, dass der 3D-Lebensmitteldruck zwar verarbeitete Lebensmittel hervorbringt, „für manche Menschen jedoch eine bessere Kontrolle ist.“ und maßgeschneiderte Ernährung – personalisierte Ernährung.“ Er fügt hinzu, dass sich der 3D-Druck auch bei der Herstellung appetitlicher Lebensmittel für Patienten mit Schluckstörungen als hilfreich erweisen könnte, indem er die Form und Textur echter Lebensmittel nachahmt.

Laut Gladys Wong, leitende Ernährungsberaterin am Khoo Teck Puat Hospital (KTPH) in Singapur, können 3D-gedruckte Lebensmittel für Menschen mit Kau- oder Schluckbeschwerden, Patienten mit Schlaganfall und fortschreitender Demenz sowie schwache und ältere Menschen ernährungsphysiologisch geeignet sein und erwähnt eine Meerenge Times-Bericht.

Darüber hinaus heißt es in einem Forschungsartikel aus dem Jahr 2021, der in der weltweit größten biomedizinischen Bibliothek, der National Library of Medicine, veröffentlicht wurde, dass der 3D-Lebensmitteldruck eine Quelle für den Erhalt digital gestalteter Lebensmittel ist. In dem Artikel kamen drei Fakultätsmitglieder der Abteilung für Lebensmittelwissenschaft und -technologie der rumänischen Universität für Agrarwissenschaften und Veterinärmedizin zu dem Schluss, dass das Hauptziel des 3D-Lebensmitteldrucks die maßgeschneiderte Lebensmittelherstellung ist – sowohl hinsichtlich der sensorischen Eigenschaften als auch des Nährstoffgehalts. In dem Artikel wird auch erwähnt, dass globale Herausforderungen wie Lebensmittelverschwendung durch die Verwendung nachhaltiger Inhaltsstoffe und die Einbeziehung rückgewonnener Nährstoffe aus den Nebenprodukten der Agrarindustrie in gedruckte Lebensmittel bewältigt werden können.

Doch während die meisten Gesundheitsexperten den 3D-Lebensmitteldruck loben, erkennen nur wenige die damit verbundenen Herausforderungen an. Laut einem Artikel von The Guardian aus dem Jahr 2023 sagt Dr. Duane Mellor, ein registrierter Ernährungsberater an der englischen Aston Medical School, dass der Prozess zum Verlust essentieller Nährstoffe wie Ballaststoffe und Zellgewebe aus Obst und Gemüse führen könnte, um diese leichter drucken zu können . Dies kann wiederum zu weniger Mikronährstoffen wie Vitaminen und Mineralstoffen führen.

Neben der Bewältigung von Problemen im Zusammenhang mit der globalen Ernährungssicherheit und Nachhaltigkeit kann der Einsatz der 3D-Druckmethode für Lebensmittel auch die Nachfrage der Verbraucher nach maßgeschneiderten Lebensmittelprodukten erfüllen, heißt es in einem Artikel der gemeinnützigen Berufsorganisation American Society of Mechanical Engineers.

Und auch wenn wir die Zukunft des 3D-Lebensmitteldrucks so früh noch nicht vorhersagen können, können wir die erstaunliche Reise, die er bereits hinter sich hat, durchaus würdigen.

(Bildnachweis: natural.machines/Instagram)

Antwort: 3D-gedruckte Lebensmittel bestehen aus Lebensmitteln, die in einem automatisierten Prozess mithilfe von 3D-Lebensmitteldruckern zubereitet werden. Zu den Lebensmittelmaterialien, die beim Drucken von Lebensmitteln verwendet werden, gehören Hydrokolloidsysteme (Gelatine und Xanthangummi), Aromen, modifizierter Truthahn, Jakobsmuschel, Weizenteig, Kartoffelpüree und Frischkäse.

Antwort: Ja, man kann 3D-gedrucktes Essen essen. Tatsächlich sind zahlreiche Experten der Meinung, dass solche Lebensmittel einen extrem hohen Nährwert haben. Allerdings hat noch kein Dachverband wie die Weltgesundheitsorganisation oder das World Food Preservation Center die Hersteller zugelassen, die an 3D-Lebensmitteln arbeiten.

Antwort: Ja, 3D-gedrucktes Essen gibt es echt. Einige Beispiele für 3D-gedruckte Lebensmittel, die in der Lebensmittelindustrie erhältlich sind, sind kultiviertes Fleisch, Nudeln und Schokolade.

Antwort: Erstens ist es beim 3D-Druck von Fleisch wichtig, die rheologischen Eigenschaften der verwendeten Lebensmitteltinten zu bestimmen. Wenn Eigenschaften wie Viskosität und Scherverdünnungsverhalten der Tinten nicht berücksichtigt werden, kann die Qualität des Fleisches beeinträchtigt werden. Zweitens sind 3D-gedruckte Lebensmittel nur begrenzt haltbar.

Antwort: Ob 3D-Lebensmitteldruck gesund ist oder nicht, ist unter Experten seit jeher umstritten. Während die meisten Forscher glauben, dass 3D-gedruckte Lebensmittel ernährungsphysiologisch geeignet für den Menschen sind, gibt es einen Abschnitt, der diese Idee negiert. Darüber hinaus hat noch keines der Leitungsgremien wie die Weltgesundheitsorganisation oder das World Food Preservation Center den Herstellern, die an 3D-Lebensmitteln arbeiten, eine Genehmigung erteilt. Daher ist es immer am besten, die Vor- und Nachteile des 3D-Lebensmitteldrucks zu verstehen, bevor Sie darauf zurückgreifen.

Antwort: Nach Ansicht verschiedener Experten ist der 3D-Lebensmitteldruck umweltfreundlich. Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie in ihren Produktionen können Lebensmittelhersteller dazu beitragen, Lebensmittelverschwendung zu reduzieren.

Als promovierte Forschungswissenschaftlerin ist Sushmita hauptberuflich Autorin und Teilzeit-Dichterin. Da sie seit ihrer Kindheit mit Worten kollidierte und kollidierte, gab es nichts Besseres als das Schreiben, mit dem sie ihren Lebensunterhalt verdienen konnte. Notizblöcke sind Sushmitas einzige wahre Liebe – die ungestörten Opfer ertrinken in der Tinte ihres Stifts. Als begeisterter Fan von K-Pop und K-Dramen schreibt sie hauptsächlich über koreanische Kultur und Unterhaltung. Wenn Sushmita nicht schreibt, tanzt, liest, sammelt sie Bücher, lernt etwas über Mode, Kunst, Filme und schätzt BTS.

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