3Dプリント食品技術、原材料、利点と欠点、課題！

この投稿はCoco Bearによって2023-2-26 22:22に最後に編集されました。

はじめに: 3D プリント食品は、自動化された添加プロセスを通じて調理される食事です。かつては、付加製造によって食品を作るというこのプロセスは単なる空想に過ぎませんでしたが、2023年の現在、市場には3Dプリントされたレストランやさまざまなフードプリンターが数多く存在しています。近い将来、各家庭のキッチンに専用の食品 3D プリンターが設置されるようになると思います。以下では、Antarctic Bear が 3D プリント食品業界のプロセス、食品、可能性、現在の課題について探ります。

3Dプリントできる食品は何ですか?

△自動ピザ製造は最も原始的な3Dプリントプロセスとみなすことができる

実際、3D フードプリンティングはまだ初期段階にあり、専門家や消費者に広く採用されるまでには長い道のりがあります。しかし、開発者がフードプリンターの開発に取り組み、興味深い食べられるデザインを考案することを妨げるものではありません。

3D プリントのプロセスは数多くありますが、食品の 3D プリントに使用されるプロセスは限られています。材料の押し出しは、食品の 3D プリントで最も一般的なプロセスです。押し出しは熱溶解積層法 (FDM) 印刷に似ており、ソース、ムース、チョコレート、その他多くの粘着性のある食品など、ペースト状の材料が必要です。食品印刷の原材料の選択にはある程度の制限があるようですが、生地、マッシュポテト、チーズ、フロスティング、さらには生の肉など、自由に使うことができます。

3D プリントされた食品はどのように機能するのでしょうか?

△人気の3DフードマシンはFDM 3Dプリンターと同様に機能します

ほとんどの場合、食品の 3D プリントは、通常の FDM 3D プリンターでフィラメントをプリントするのと非常によく似ており、粘性材料を表面に堆積させて最終オブジェクトを作成します。粉末食品用のバインダージェッティングや SLS など、他の付加製造プロセスも研究されてきましたが、これらのプロセスが食品印刷に適しているかどうかについては依然として議論があります。同時に、プロ用および消費者向けの FDM 食品プリンターの市場も成長しています。これらの機械のほとんどのプロセスはほぼ同じです。原材料が注射器のような容器に供給され、ノズルが動くと、2次元の層が1つずつ押し出されます。

食品 3D プリンターで食品を調理できますか?
食品 3D プリンターは、食材を実際に調理するのではなく、主に複雑な形状やデザインを構築するのに適しています。一般的に、これらの食品は、3D プリントプロセスが完了した後、すぐに食べられるか、オーブン (またはグリル) で二次処理する必要があります。

食品 3D プリントはどこで使用されていますか?

△3Dプリントされた食品は、シェフのチャールズ・テジェドールが作る牛肉のカルパッチョや卵料理など、高級レストランでよく使われている。

現在、食品用 3D プリンターは主に高級レストランや高級ベーカリーなどで使用されています。この技術の拡張性は現時点ではまだ限られており、成熟するにはさらに時間と開発が必要です。しかし、これは先駆者や革新者がそれを使用することを妨げるものではありません。こうした食品の革新者は、高級なミシュランの星付きレストランによく見られます。たとえば、カリフォルニア州サンタモニカにある「Citrin and Mélisse」のシェフ、ジョサイア・シトリンは、3Dプリント料理に完全に注力しているわけではありませんが、この技術を使っておいしい料理を作っています。

高級レストラン以外でも、3D プリントされた食品が増えています。例えば、パン屋は食べられるウェディングケーキのデコレーションを印刷できるようになり、3Dプリントのピザも徐々に成熟してきました。最近、3Dプリントされた植物肉が徐々に世間の注目を集めています。それでも、現時点では技術的に先進的な地域で 3D プリントされた食品を見つけるのは難しく、この新しい技術はまだ商業的に大きな成功を収めていないため、3D プリントのイベントや料理コンベンションに参加するのが最良のチャンスです。

3Dプリントの長所と短所

△3Dプリント食品は物議を醸すかもしれないが、食べても全く安全だ

簡単に言えば、3D プリントされた食品は、ノズルから表面に押し出されるような方法で加工された一般的な食用材料にすぎません。従来の製造方法との主な違いは、最終的な食品製品の外観です。3D プリントでは、手作業では再現が不可能で、多大な時間を要する複雑で入り組んだ形状や幾何学的形状を作成できます。

利点
3D プリントされた食品は完全に安全であり、適切な機械を使用して清潔な環境 (他のキッチンと同様) で調理される限り、人体に害を及ぼすことはありません。おいしい食事を作ることに加えて、3D プリントされた食品には他の利点もあります。

●パーソナライズされた食事: 3D プリントされた食品は、各食事の栄養素、ビタミン、カロリーの多様性と量を正確に制御できます。これは、食事制限が一般的であり、患者に合わせた便利なカスタマイズが可能な病院では非常に重要になる可能性があります。

●従来とは異なる食品消費：栄養価の高い植物やタンパク質が豊富な昆虫を半液体の形で加工すると、これらの食品をより魅力的な方法で提供することができ、消費を刺激することができます。将来的には、合成食品も 3D プリントされるようになるかもしれません。

●簡単に再現可能: レシピの共有は、インターネット経由でデジタルファイルを転送するのと同じくらい簡単です。必要なのは、同じ原材料、印刷設定、互換性のある印刷デバイスだけです。

デメリット<br /> 3D プリント食品の利点について説明してきたので、次は欠点について説明しましょう。
●時間がかかります:食品の製造時間はプリンターと食品によって異なりますが、食品の 3D プリントは全体的に非常に時間がかかります。非常にシンプルな6層のデザインを印刷するには7分かかる場合がありますが、より詳細な3Dモデルの場合はそれぞれ45分以上かかる場合があります。この速度は遅すぎるため、3Dプリント食品の産業発展の妨げにもなります。

●高コスト:トレーニングに費やす時間は言うまでもなく、機器や消耗品のコストも大きな課題となります。

●前処理操作がより困難：これらの機械で使用される食品は、押し出しに必要な粘稠度を達成するために事前調理または前処理が必要です。したがって、これらの機械に期待される再現性と信頼性は、これらの材料の準備に大きく依存します。事前の準備作業が適切に行われなければ、おいしい料理を作ることはできません。

3D プリントにはどのような材料を使用できますか?

△理論的には、ペースト状または半液体状にできるものはすべて 3D プリントできます (出典: Procusini)

理論的には、ペースト状または半液体状の、あるいは粘稠性を持つあらゆる材料を 3D プリントできます。これには、野菜ピューレ、バッター、生地、チーズ、キャンディー、ゼリー、アイシング、砂糖飾り、チョコレート、フルーツピューレなど、さまざまな風味のある食品が含まれます。

Felix などの食品向けプリンターのほとんどには、ユーザーが材料を充填するだけのステンレススチール製のカプセルが付いています。プリンターは食品の硬さに関するガイダンスも提供しているため、キッチン初心者でも簡単に使い始めておいしい料理を作ることができます。 Procusini のような他のプリンターも、印刷用に設計された既製のカプセルパックを提供している可能性がありますが、現時点ではチョコレートを作るためにのみ使用できます。これを使って他の食品も印刷できるかどうかについては、まだ多くの実験的研究が必要です。

高い設計自由度

△型不要！

3D プリント食品を製造している企業のほとんどは、消費者が実績のあるデザインを簡単にダウンロードして複製できるレシピリポジトリを持っています。たとえば、byFlow のリソースライブラリには複雑なアートモデルが含まれており、Mycusini にはユーザーがテンプレートのライブラリをカスタマイズしたり参照したりできる独自のプラットフォームがありますが、ユーザーはそれにアクセスするにはプリンターを購入する必要があります。

他の多くの食品 3D プリンターには、「食品」デザインをサポートする独自のソフトウェアが付属しています。これらは一般的に実用的でユーザーフレンドリーなプログラムですが、ほとんどの場合、複雑さはそれほど高くありません。食品印刷を次のレベルに引き上げたい人にとっては、Tinkercad などの従来の 3D モデリングがより良い選択肢です。

今後の開発動向

△3Dプリント食品の種類は今後も増え続ける

Natural Machines は、3D プリントされた食品の将来はより高速かつ高精度になると考えています。すでにRedefine Meat、Nova Meat、Revo Foodsと提携しているMycorenaなど、植物由来の動物の食感を高めるために3Dプリントを検討している食品技術系スタートアップ企業が数多く存在する。業界に関連する二酸化炭素排出量を削減する手段として、培養細胞（動物からではなく研究室で培養）を使用して肉や魚介類を 3D プリントすることにも熱心です。

NASAや他の民間企業がすでに火星へのミッションを計画していることから、3Dプリント食品は宇宙探査においても明るい未来を秘めている。これらのミッションは完了までに1年から3年かかるため、NASAは現在、おいしい食事を3Dプリントする方法など、宇宙船内での生活を改善する方法を研究している。現在提案されているアイデアは、宇宙での食事の準備を自動化し、3Dプリントによって料理の見た目と種類を増やすというものだ。

3Dプリント食品に関する新たな研究

●Nourishedの栄養素の3Dプリント

2023年1月ニュートロジーナは、3Dプリント分野で4年以上の経験を持つ企業であるNourishedが開発した3Dプリント技術を使用します。製品は独自の栄養生産技術を中心に展開されており、さまざまなビタミン、フルーツエキス、プロバイオティクスなど、28 種類の成分のうち 7 種類だけを使用してカスタマイズされたサプリメントを顧客が作成できます。

Nourished によれば、同社の現在の製品ラインは「ビーガンで、環境に優しく、おいしい」もので、社内の研究開発チームはフィードバックと科学的研究を継続的に活用して、製品の改善と新製品の開発の方法を特定していくとのことだ。同社は、更年期障害用のグミから二日酔い用のグミまで、特定の顧客ニーズを満たすように設計された組み合わせを発売するだけでなく、著名なパートナーと協力して製品を市場に投入しています。たとえば、Nourished は現在、歯科の多国籍企業 Colgate と共同で 5 種類の Nutristack を提供しており、それぞれに消費者が歯のエナメル質を歯垢から守るのに役立つ成分が含まれています。

● 3Dプリントされた真菌タンパク質

2022年10月、スウェーデンのマイコプロテインの先駆者であるMycorenaとオーストリアの3D食品印刷の先駆者であるRevo Foodsは、Mycorenaが以前に開発し、改良したマイコプロテインが3D食品印刷でより適切に使用できるかどうかを探るための研究協力を開始しました。特に、魚介類やホールカット製品のベジタリアン代替品に重点を置いています。

マイコプロテインの肉のような特性と 3D 食品プリントの無限の成形可能性を組み合わせることで、まったく新しいリアルな肉のような製品の世界が生まれます。目的は、動物性食品と植物性またはベジタリアンの代替品との間のギャップを大幅に縮小し、それによって市場で肉代替品のより広範な採用を可能にすることです。 Mycorena の現在のマイコプロテイン成分 Promyc と同様に、印刷可能なマイコプロテインは、柔らかく繊維質の質感、淡い色、ニュートラルな風味を持ち、肉の代替品、特にシーフードの代替品として最適です。

甘いお菓子の3Dプリント

2022年8月30日、ロサンゼルスを拠点とする食品3Dプリントの専門家であるSugar Labは、高度なテクノロジーとアートを巧みに組み合わせて、世界で最もユニークなキャンディーの1つを作成しました。同社は「デジタルベーカリー」として知られ、独自の特許技術を駆使して、他の手段では実現できない創造的なコンセプトを実現しています。たとえば、濃厚なチョコレートガナッシュをストロベリーキャンディの殻で包んだ「ストロベリーチョコレート」、ベビータコ、フライドチキンレッグ、白菜として提供されるキムチスープ、テキーラカクテルに落とすと溶けてキラキラ爆弾になるライムスライス、そして「ストレンジャーシングス」の最新シーズンに合わせて発売された食べられるRPGサイコロシリーズなどがある。

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