Ma még csak mérnökök printelnek sajttortát, de nemsokára bárki nyomtathat magának kolbászos lecsót
Nemrég hatalmas internetes sikert aratott a sajttorta esete a 3D nyomtatóval: a Columbia Egyetem kutatói hét porított, paszta állagú vagy folyékony hozzávalót, konkrétan graham kekszet, mogyoróvajat, Nutellát, banánpürét, eperlekvárt, cseresznyeöntetet és cukormázat rétegeztek egymásra, majd lézerrel megpirították a desszert graham kekszet tartalmazó részeit, és felcsillant a remény, hogy néhány éven belül már Mari néni is így printeli majd a képviselőfánkot a falunapra fehér csipkével letakart 3D nyomtatójával.
Habár ez volt az első eset, hogy egy 3D nyomtató ehető sajttortát köpött ki magából (igaz, többszöri próbálkozásra), az additív gyártási technológiával már évek óta kísérleteznek az élelmiszeriparban és környékén. Az ételnyomtatás gondolata csaknem két évtizede, a NASA felhívására merült fel: 2006-ban az amerikai űrügynökség megvalósítható ötleteket kezdett el gyűjteni arra, hogyan ehetnének az asztronauták pizzát egy Marsra tartó űrhajón. A válaszra több mint tíz évet kellett várni: a NASA által támogatott startup, a BeeHex a Szilícium-völgy egyik garázsában megalkotta a Chef 3D nevű nyomtatót, és 2017-ben be is mutatta az első nyomtatott pizzát.
Azóta viszont már nem csupán pizzát, cukormázat, csokoládét és tortadíszítő elemeket, hanem marhahúst, csirkét, sajtot, zöldségeket és gyógyszereket is nyomtattak már 3D printerrel, Hollandiában étterem nyílt a nyomtatott különlegességek felszolgálására, sőt néhány éve holland, manapság pedig már spanyol idősotthonok és kórházak is elkezdtek kísérletezni azzal, hogy a pürészerű, specifikus diétát követő nyomtatott ételeket szolgálják fel lakóiknak.
Hol tart most az ételnyomtatás, és mit tartogat a jövő? Erről kérdeztük Lynette Kucsma innovátort, a 3D printereket, köztük a Foodini ételnyomtatót gyártó Natural Machines spanyol cég társalapítóját, aki saját konyhájában már nyomtatóval készíti az egészséges tortillachipset (Kucsma magyar származású, apai dédanyja Magyarországról érkezett az USA-ba).
A kb. fél méter magas és ugyanolyan széles, 20 kilós, érintőképernyővel és WiFi-vel felszerelt Foodini Android operációs rendszeren fut, tányérjának átmérője 27,8 centi, ami megfelel egy kisebb mikrohullámú sütőének, a kinyomtatható étel legfeljebb 11 centi magas és 26 centi átmérőjű lehet. Annak, aki egyben szeretné megvenni, 6000 dollárt, azaz 2 millió forintot kell kifizetnie; az előfizetéses csomagok havi 170-től 580 dollárba kerülnek, attól függően, hogy mennyi időre kötelezi el magát az ember.
Még nincs forradalom, de már használják
Egy évtizeddel ezelőtt számos szakértő azt jósolta, hogy a 3D nyomtatás vagy az additív gyártási technológia, amikor különféle anyagok egymásra rétegezésével számítógépes modell alapján háromdimenziós tárgyat hozunk létre, nemsokára berobban a hétköznapokba: minden háztartásban lesz 3D printer, és azzal nyomtatjuk majd ki az elveszett LEGO-darabokat vagy az eltörött konyhai fogantyúkat. Ez azonban nem egészen így történt.
„Mi 2012-ben indultunk, és akkoriban az asztali 3D nyomtatás körül óriási volt a hype. Azt mondták, hogy mindenkinek lesz otthon 3D printere, na nem ételnyomtatója, hanem olyan, amelyikkel a hűtő eltörött alkatrészét lehet lecserélni vagy egy törött bögrét megjavítani. Ehhez mostanra sem jutottunk közelebb, sőt azokhoz a szuperközpontokhoz sem, ahonnan bármilyen alkatrészt vagy anyagdarabot meg lehet rendelni, kinyomtatják 3D ben és leszállítják. Viszont attól még a 3D nyomtatás nagyon is legitim iparágakba épült be. Például sokan nem tudják, de számos repülőgép-alkatrészt nyomtatnak ki fémből ezzel a technológiával. Szóval szerintem az iparág lassan megtalálja a maga útját, csak először át kellett esnie a hype cikluson” – mondta a Qubitnek Kucsma.
A 3D nyomtatás a repülőgépgyártás mellett jelen van az autóiparban, évek óta az első számú technológiának számít a személyre szabott hallókészülékek piacán, és jó ideje használják a fogászatban is például fogszabályozó sínek gyártására, amik egyre inkább átveszik a hagyományos, drótos fogszabályozók helyét. Érdekes piaci rés a 3D nyomtatással személyre szabható gyógyszerek területe, ahová Kucsma és cége szintén kinyújtotta a csápjait. Az ételnyomtatók mellett ők például olyan arcmaszkokat nyomtatnak, amelyek összetételét bőrgyógyászok vagy kozmetikusok határozzák meg, és úgy állítják össze őket, hogy az arc különböző részeire más-más, az adott problémának megfelelő hatóanyagok jussanak. Emellett több nagy gyógyszercég és számos startup is kísérletezik hagyományos pirulákkal, és az első 3D nyomtatott gyógyszer, a Spritam forgalmazását már évekkel ezelőtt engedélyezte az amerikai élelmiszer- és gyógyszerhatóság, az FDA.
Kinyomózsák-automatizálás
A 3D nyomtatás tehát az 1980-as évekre visszanyúló feltalálása óta számos iparágba beépült, az ételnyomtatás azonban még gyerekcipőben jár. Az elmúlt évtizedben a kutatók és a feltalálók rengeteget kísérleteztek azzal, hogy úgy kalibrálják át a printereket, hogy azok folyékony műanyag helyett például mogyoróvajat vagy süteménytésztát rétegezzenek egymásra, és ezeknek legalább olyan ínycsiklandozó megjelenést kölcsönözzenek, mint a hagyományos ételeknek.
„Általában az történik, hogy valamilyen, kapszulába helyezett alapanyagot átnyomunk egy fúvókán, és aztán a nyomtató rétegről rétegre felépíti a fogást, legyen az guacamole, humusz vagy csokoládé” – mondta Kucsma, aki szerint leginkább az ételek állaga szabja meg az ételnyomtatás határait: répát is tudnak nyomtatni ugyan, de azt először apró darabokra kell vágni. – Nem vizet, lisztet és sót teszel a kapszulába, hanem először összeállítod a nyers tésztát, aztán teszed bele, és utána lehet kinyomtatni”.
A folyamatot leginkább a cukrászok nyomózsákjának automatizálásához lehetne hasonlítani, de a süteményeknél vagy az ételdekorációnál a 3D nyomtató sokkal több mindenre képes: szinte bármilyen pépesített ételt ki tud nyomtatni. Kucsma például saját otthoni 3D printerével sütőpapírra vagy szilikon sütőszőnyegre nyomtatott minimális olajtartalmú, a bolti olajos chipseknél egészségesebb tortillachips-tésztát, majd a végeredményt sütőben megsütötte.
A Natural Machines több más cég mellett jelenleg azzal kísérletezik, hogy lézeres sütőfunkcióval ruházza fel az ételnyomtatót, ugyanis jelenleg melegíteni tud ugyan, sütni-főzni viszont nem. „A Foodini ezen verziójának már létezik a béta prototípusa. Ezzel egyelőre nem a háztartásokat célozzuk meg, hanem az üzleti szférát, de hosszú távon ezt tervezzük. Az emberek ugyanis teljesebb konyhai eszközökre vágynak. Ha például szeretnél kinyomtatni egy krékert, ideális esetben egy az egyben kijön a printerből, miközben most még ott tartunk, hogy ki kell nyomtatni a nyers tésztát sütőpapírra, majd azt készre sütni a sütőben” – mondta Kucsma.
Kávéval dúsított snack a katonáknak, rajzfilmfigura alakú csoki az alultáplált gyerekeknek
A híres sajttortát jegyző Jonathan Blutinger, Columbia Egyetem Creative Machines Lab mérnöke szerint néhány éven belül mindennapi valósággá válhat a 3D nyomtatott élelmiszer, sőt ez lehet az ételkészítés automatizálásának következő lépcsőfoka. Hod Lipson, az egyetem robotikával foglalkozó mérnöke szerint a mikrohullámú sütőt leszámítva ugyanazokat a technikákat használjuk a sütés-főzéshez, mint ezer évvel ezelőtt, ez változhat meg a 3D-nyomtatással. Egyébként Lipson volt az első, aki ételnyomtatással kísérletezett, és 2006-ban elindította a világ első nyilvánosan hozzáférhető és otthon összerakható 3D nyomtatóját, a Fab@Home-ot, ami már ételek printelésére is alkalmas volt.
Blutinger szerint a technológia alkalmas például személyre szabott ételek előállítására, a kalóriák és az alapanyagok pontosabb nyomon követésére és arra is, hogy az emberekből kitörjön a kreatív géniusz, és elkezdjenek eddig nem látott ételformákkal, színekkel, textúrákkal és ízekkel kísérletezni.
A gourmet kalandorokon túl a 3D nyomtatás az élelmiszerhulladék kezelésében is hasznos lehet. Egy holland startup azzal kísérletezik, hogy új formában nyomtassa ki, biztonságossá és újra felhasználhatóvá tegye a boltok polcaira sérülés miatt már nem kikerülő, viszont még ehető ételeket. Emellett a technológia hasznos lehet az alacsony jövedelmű országok élelmezési problémáinak kezelésében is. C. Anandharamakrishnan, az indiai élelmiszertechnológiai vállalkozással és menedzsmenttel foglalkozó intézet igazgatója például olyan, fehérjékkel és rostokkal felturbózott snackeket fejleszt, amelyeket a nők és gyermekek megfelelő étkeztetését célzó kormányzati programok táplálékkiegészítőiként lehet használni. Ezeket rajzfilmfigurák alakjában és rengetegféle színben ki lehet nyomtatni, és helyben is nagyon olcsón elő lehet állítani, ezért éhezéssel sújtott szegény országokban is jól alkalmazhatók.
Az ételnyomtatás hasonló tulajdonságait használja ki az amerikai hadsereg is, bár színes rajzfilmfigurák helyett a komoly fizikai teljesítmény fenntartását szolgáló, speciális tápanyagbevitelt biztosító nyomtatott ételekre koncentrálnak. Például kevés alvással járó bevetéskor koffeinnel felütött snacket, egy fizikailag megterhelő feladat után az izmok regenerálódását segítő, kreatinnal dúsított energiaszeleteket nyomtatnak a katonáknak az amerikai védelmi minisztérium hadi élelmezési igazgatóságának kutatói. Lauren Oleksyk és kollégái a naticki élelmiszermérnöki és elemzési laboratóriumban különféle élethelyzetekre optimalizált 3D nyomtatott energiaszeleteket gyártanak, és azt is el tudják képzelni, hogy a jövőben olyan viselhető szenzorokkal szinkronizálják őket, amelyek valós időben képesek felmérni egy adott katona fiziológiai állapotát és táplálkozási szükségleteit.
Szebb ételek nyelési nehézségekkel küzdőknek
A 3D nyomtatás betegek speciális étrendjének elkészítésére is használható. A Parkinson-kórral vagy a szklerózis multiplex-szel például járhat együtt nyelési nehézség, orvosi szaknyelven diszfágia, ez pedig azt okozza, hogy a betegek szinte semmi mást nem tudnak enni pépes ételeken kívül.
„A legsúlyosabb nyelési nehézségekkel küzdők szinte csak pürésített ételt ehetnek. Könnyen elképzelhető, hogy ez milyen gyorsan unalmassá válik, ez pedig azért baj, mert így a betegek nem akarnak majd enni, és az állapotuk tovább romlik. Szóval ugyanazokat az ételeket, amelyeket összemixelnének egyetlen tálban és pürésítenének, mi úgy nyomtatjuk ki, hogy azok igazinak tűnjenek, és ínycsiklandozók legyenek a betegeknek. Tehát például elválasztjuk a répát a pulykától és a krumplitól, ahogy ez általában egy normál tányéron is történik” - mondta Kucsma, akinek cége jelenleg spanyol kórházakban és idősotthonokban igyekszik kísérleti programokban kipróbálni, hogy a gyakorlatban hogyan működik a koncepció.
A barcelonai Fundacio Althaia kórházcsoporttal közösen néhány éve elkezdték a NutriAlth3D projektet, amelynek keretében elviszik a kórházi konyhákra személyre szabott és biztonságos 3D nyomtatott menüiket, és azt tesztelik, hogy ezt hosszú távon milyen formában lehetne a konyhák állandó részévé tenni. A Natural Machines egy másik hasonló projektjében az EIT Food európai innovációs szervezettel közösen onkológiai pácienseknek igyekeznek személyre szabott és magas tápértékű ételeket fejleszteni, hogy megakadályozzák a rákos betegek hirtelen fogyását.
És mikor jön az otthoni ételprinter?
Ahhoz azonban, hogy az ételnyomtatók szélesebb körben alkalmazhatók legyenek, még rengeteg idő kell – Kucsma szerint tíz év biztosan. „Ez semmiben sem különbözik attól, hogy például a hatvanas-hetvenes években feltalált mikrohullámú sütőnek is körülbelül 35 év kellett ahhoz, hogy nagy tételben piacra dobhassák. Nem hiszem, hogy a 3D ételnyomtatásnak ennyi időre lenne szüksége, mert az új technológiákhoz ma már sokkal gyorsabban adaptálódunk, de szerintem akkor is még legalább egy évtizedre vannak az otthoni ételnyomtatók. Én egyébként eredetileg a telekommunikációs szektorból jövök, és azt szoktam mondani, hogy most azon a ponton állunk, mint amikor az első okostelefon megjelent a piacon. Volt benne kamera, rengeteg dolgot tudott, az emberek mégis azt kérdezték maguktól: minek kell a kamera, vagy miért is jó a Facetime? SMS-t is tudok küldeni, miért kellene telefonálás közben videó? Manapság, tíz-tizenkét évvel később az okostelefonokban öt különböző kamera van, videócsetelünk és olyan dolgokat csinálunk, amiket korábban el sem tudtunk képzelni – ma már nem tudunk nélkülük élni. Itt tartunk most az ételnyomtatással: az emberek megkérdőjelezik, minek van erre szükség. El kell jutnunk oda, amikor már úgy gondolnak rá, mint egy közönséges konyhai eszközre.”
Ehhez azonban még a technológiának is fejlődnie kell: például ki kell találni, hogyan lehet biztonságosan sütni-főzni egy 3D printerrel, standardizált digitális recepteket kellene összeállítani, amelyeket letölthetnek otthonra a nyomtatni vágyó szakácsok, és ki kell kísérletezni, hogy az egyes élelmiszer-alapanyagok hogyan viselkednek a 3D printerben. Blutinger szerint például a húst lehet porítani, és abban az állagban már tud vele dolgozni a nyomtató, viszont a zöldségeket magas víztartalmuk miatt olyan sűrítőanyaggal kell kombinálni, mint a xantángumi.
Az sem világos, hogy a 3D nyomtatás mennyire változtatja meg az ételek tápanyagtartalmát. Az olyan eredendően instabil anyagok, mint a C-vitamin mennyisége csökkenhet azáltal, hogy átszuszakolják egy fúvókán, különösen, ha közben hőt is használnak a folyamathoz. Duane Mellor, a birminghami Aston Egyetem orvosi karának dietetikusa szerint a gyümölcsök és zöldségek rostjai és sejtszövetei elveszhetnek a nyomtatási folyamat során, hiszen nélkülük könnyebb bánni ezekkel az alapanyagokkal, és így pedig kevesebb vitamin és ásványi anyag maradhat a végtermékben. Ennek ellenére szerinte megtalálja majd a helyét a technológia: ő leginkább a NASA hosszú űrutazásain tudja elképzelni a nyomtatott ételeket, Red Dwarf stílusú automatákban.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: