コロンビアのエンジニアがロボットレーザーを使って3Dプリントの鶏肉を調理

この投稿は warrior bear によって 2021-9-23 22:08 に最後に編集されました。

はじめに: 食事が美味しいかどうかはシェフの料理の腕に大きく左右されることは誰もが知っています。しかし、機械だけでシェフに匹敵するおいしい料理を作れるようになり、「シェフ」をカスタマイズしたいというあなたの願いを叶えてくれる日が来ると考えたことはありますか。 3D プリント肉の将来性について疑問に思う一方で、3D プリント肉製品の自動調理プロセスの研究をすでに始めている人もいます。
2021年9月23日、アンタークティックベアは、コロンビア大学工学応用科学学部のエンジニアたちが、ソフトウェア制御のロボットレーザーを使用して3Dプリントされた鶏肉を調理する方法の開発を試みていることを知りました。この研究に関する詳細は、ネイチャー誌に掲載された「多波長レーザーによる印刷食品の精密調理」と題する論文でご覧いただけます。この研究の共著者は、J. Blutinger、A. Tsai、E. Storvick、G. Seymour、E. Liu、N.Samarelli、S. Karthik、Y. Meijers、および H. Lipson です。
関連論文リンク: https://www.nature.com/articles/s41538-021-00107-1

機械工学教授ホッド・リプソン氏が率いるクリエイティブ・マシン・ラボの「デジタルフード」チームは、3Dプリントされた生の鶏肉組織を青色光と赤外線にさらし、さまざまな調理方法の影響を調査した。次に、レーザーで調理した3Dプリントサンプルをコンロで調理した肉と比較し、調理の深さ、色の発色、水分の保持、味の違いを評価しました。
「プリンターはミリ単位の精度で材料を製造できるが、同じ解像度で加熱する方法がないことに気づいた」と、リプソン研究室の博士課程の学生でプロジェクトのリーダーでもあるジョナサン・ブルティンガー氏は語る。「調理プロセスは多くの食品の栄養素、風味、食感の発達に非常に重要であり、レーザーを使ってこれらの特性を正確に制御する方法を開発できないかと考えた」

レーザーで3Dプリントした食品を調理する
リプソン氏の研究室は2007年から3Dプリント食品の実験を行っており、その間にチームは複数の材料を使った印刷の開発へと進歩してきた。現在、エンジニアたちは、食感と味の点で従来の肉に匹敵する3Dプリント食品を調理する方法の開発を模索している。
研究チームは、研究のための食品モデルとして鶏肉を使用することにしました。鶏肉をペースト状に混ぜた後、層ごとに厚さ 3 mm、1 平方インチのサンプルを 3D プリントしました。次に、3Dプリントされた鶏肉のサンプルを青色レーザーと赤外線レーザーにさらしたところ、青色光は鶏肉の内部を調理するのに適しており、赤外線光は肉の表面を焦げ目がつくのに最適であることがわかった。
△印刷設備（生の鶏肉をフードプリンターで四角い模様に印刷します）。写真：ジョナサン・ブルティンガー
研究チームはこのプロセスで、近赤外線（NIR）と中赤外線（MIR）の2種類の赤外線レーザーを使用し、NIR光が包装を通して食品を変色させ、加熱できることを発見した。
エンジニアたちは、調理の深さ、色の発色、水分保持、風味など、調理プロセスのいくつかのパラメータを評価し、レーザーで調理した肉とコンロで調理した肉の違いを比較しました。研究チームは、レーザーで調理した鶏肉はオーブンで調理した鶏肉に比べて組織の収縮が50パーセント少なく、水分含有量は2倍であることを観察した。
レーザー調理された3Dプリントサンプルも、従来の調理法で作られた肉と同様の味がしたと報告されており、研究に参加した2人のブラインドテイスターは、従来の調理法で作られたサンプルよりもレーザー調理された肉を好んだ。
△ 3Dプリントされた鶏肉のサンプルが青色レーザーで調理されています。写真提供：Jonathan Blutinger/コロンビア大学工学部。多波長レーザー調理。 a. 5 ワットの青色レーザー (青い矢印) を照射した鶏肉の断面図。青色光の透過を示しています。b. 8 ワットの CO2 赤外線レーザー (赤い矢印) を照射した鶏肉の断面図。サンプル表面による赤外線の吸収を示しています。サンプル表面による赤外線の吸収。レーザー出力の違いにより、5W 青色レーザーは同じパスを 2 回通過し (合計照射時間 = 100 秒)、8W 赤外線レーザーはサイクル時間 63 秒でサンプルを 1 回照射して、合計エネルギーが一定になるようにしました。c 密封されたパッケージに入った薄切り鶏肉を 9W 近赤外線レーザー (黒い円筒) でレーザー調理しています。e、同じサンプルの断面です。スケールバー: (a、b) 1 mm、(d、e) 1 cm。
それはPSによって作成された食品と同等ですか？
リプソン氏とブルティンガー氏はレーザー調理技術の可能性について楽観的だが、使用されているハードウェアとソフトウェアのコンポーネントはかなりローテクだ。夫婦はまた、この技術を支える持続可能なエコシステムが不足していることにも気づき、この新しい技術の処理能力を拡張しながら考え始めました。
「現在、私たちが持っていないのは、いわゆる『食品 CAD』プログラムです。これは食品用の Photoshop のようなものです」とリプソン氏は言う。「プログラマーやソフトウェア開発者ではない人でも、自分の好みの食品をデザインできるような高水準のソフトウェアが必要です。そして、音楽を共有するのと同じように、人々がデジタルレシピを共有できる場所が必要です」
「食べ物は私たち全員が毎日触れてパーソナライズするものなので、調理に付属ソフトウェアを統合して食事作りをさらにパーソナライズすることは当然のことです」とブルーティンガー氏は付け加えた。
最終的には、レーザー調理技術を市販の食品 3D プリンターに統合して、肉組織を印刷しながらその場で調理できるようにしたり、従来のキッチン機器に統合して、調整可能な調理機能やよりカスタマイズされた美観ニーズに対応したりできるようになります。
研究チームの研究で概説されているように、今後の実験では、加熱が調理済み食品の連続印刷層間の接着に与える影響、透過性と表面加熱のための多波長調理、調理済み食品と生食品の印刷層間の相互汚染を減らす方法、食品の冷却速度の影響の研究に重点を置くことができる。これらのことをさらに調査することで、研究者たちはこの技術の商業的可能性を判断できるようになります。
この特定の研究では鶏肉が選ばれましたが、この技術は他の動物性タンパク質や食品グループにも拡張できる可能性があります。研究チームは、水分をより吸収しやすい穀物マトリックスをレーザー加熱すると、調理中に混合物の損失と変色が早まるはずだと推論した。
3Dプリント食品の自動調理への道<br /> コロンビア大学のエンジニアたちの研究は、多波長レーザーを使った調理法という点で斬新だが、ユニークなものではなく、食品3Dプリントの分野では調理法の実験を行っている研究者もいる。
イスラエルの食品技術スタートアップ企業 SavorEat もその 1 つで、同社の Robot Chef 食品 3D プリンターは 3D 印刷技術と高度な調理法を組み合わせて、植物由来の肉製品の代替品を生産しています。このプリンターは植物由来のタンパク質を同時に押し出し、調理して代替肉製品を作るもので、来年には商業化に向けて米国の選ばれた大学で試験運用される予定だ。

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