Żywność i żywienie

Szczegóły

Kategoria: Przegląd polskiej prasy rolniczej

Drukowanie żywności w 3D / Ewa Jakubczyk

(Przemysł Spożywczy 2017 nr 1, s. 2-7)

Początki drukowania żywności to druk dwuwymiarowy, który znalazł zastosowanie głównie do dekoracji powierzchni produktów spożywczych, takich jak ciasta, herbatniki czy cukierki. Obecnie konsumenci szukają produktów dostosowanych do ich potrzeb pod względem kształtu, barwy, tekstury i wartości odżywczej, a jednocześnie wytwarzanej masowo. W realizacji tych potrzeb wykorzystywane jest rozwiązanie polegające na budowaniu struktur żywności warstwa po warstwie FLM (Food Layered Manufacturing). Technika ta ma swoje korzenie w technologii przyrostowego wytwarzania elementów AM (Additive Manufacturing), którą z powodzeniem stosowano do produkcji wyrobów 3D z plastiku, ceramiki czy stopów metali. W technologii przyrostowej, zwanej addytywną, produkt powstaje przez nakładanie materiału budulcowego warstwa po warstwie na podstawie opracowanego wcześniej modelu bryłowego. Poszczególne warstwy mogą się łączyć już podczas nakładania lub są spajane w oddzielnym procesie technologicznym.

W każdej technologii przyrostowego wytwarzania budowany jest model z materiału poddawanego różnej obróbce. W drukowaniu 3D mogą być stosowane różne techniki: stereolitografia, ekstruzja roztopionego materiału, spiekanie proszków, laminacja. Nie wszystkie one nadają się do produkcji żywności. Tak jest w przypadku stereolitografii, w której wykorzystuje się utwardzalność polimerów pod wpływem światła ultrafioletowego. Jednak technologia ta ma ogromy potencjał w produkcji opakowań o właściwościach barierowych w stosunku do gazów, dzięki którym można wydłużyć okres przydatności do spożycia bez utraty właściwości aromatycznych danego wyrobu.

W przypadku żywności w procesie ekstruzji tusz złożony ze składników spożywczych jest wprowadzany do cylindra. Jadalny, upłynniony tusz jest wtłaczany przez dyszę za pomocą tłoka hydraulicznego. Materiał jest nakładany na płytę drukarki tylko w określonych punktach, zgodnie z zaprojektowanym modelem 3D. Następnie za pomocą dyszy drukarki nakładana jest kolejna warstwa. W zależności od rodzaju materiału spojenie poszczególnych części jest wynikiem schładzania, wprowadzania warstw o różnych kontrolowanych właściwościach reologicznych czy żelowania.

Wytłaczanie materiałów miękkich jest możliwe tylko w przypadku produktów płynnych lub takich, które łatwo się upłynniają przy ogrzewaniu. Niektóre surowce i produkty wymagają zastosowania odpowiednich substancji modyfikujących ich właściwości reologiczne, co gwarantuje, że produkt końcowy będzie stabilny i zachowa swój kształt.

Wytłaczanie na gorąco (w temp. od 28 do 40⁰C) jest często wykorzystywane przy drukowaniu czekoladowych obiektów 3D, natomiast ekstruzja z tworzeniem hydrożelu sprawdza się  w przypadku gotowanych makaronów i polew cukierniczych.

Inną formą druku 3D jest spiekanie proszków, w którym źródło ciepła lub światła jest wykorzystywane do stopienia powierzchniowej warstwy proszku podatnego na obróbkę termiczną. Na stopioną powierzchnię nakładana jest kolejna warstwa świeżego materiału proszkowego i spiekana.

Selektywne spiekanie laserowe to proces, w którym spiekanie proszków zachodzi w wyniku działania lasera. Poszczególne warstwy mogą się różnić składem, co daje możliwość uzyskania bardzo złożonych wyrobów.

Selektywne spiekanie gorącym powietrzem i topienie opiera się na wykorzystaniu wąskiej wiązki gorącego powietrza o małej prędkości do selektywnego spiekania i topienia złoża cukrowego.

W przypadku natrysku proszków spoiwem ciecz przez głowicę drukarki jest natryskiwana na cienką warstwę proszku, który został odpowiednio naniesiony na platformę urządzenia. Technologię tę wykorzystano w produkcji pomad, słodyczy o różnych aromatach i kształcie.

W drukowaniu strumieniowym (atramentowym) dysza drukarki rozpyla wiązkę kropel w określonych odstępach zgodnych z projektem cyfrowym. Rozproszone krople formują wybrany kształt, wypełniają powierzchnię lub przestrzenie.

Wykorzystywanie drukowania 3D w branży spożywczej daje możliwość szybkiego wprowadzenia na rynek nowych, atrakcyjnych form, tekstur czy składników żywności, co w przypadku metod tradycyjnych jest dość kosztowne i pracochłonne. Zastosowanie technologii wytwarzania przyrostowego umożliwia wydrukowanie spersonalizowanego trójwymiarowego produktu spożywczego bez stosowania dodatkowych narzędzi, form czy interwencji ludzkiej, co generuje mniejsze koszty niż masowy wyrób żywności na zamówienie.

Drukarki 3D umożliwiają wytworzenie żywności dostosowanej do indywidualnych potrzeb nabywcy pod względem składu, kształtu, wielkości, barwy, aromatu i wymagań zdrowotnych. W przemyśle spożywczym i w gastronomii możliwe jest szybkie i proste wprowadzenie różnorodnych zmian w składzie czy wyglądzie produktu finalnego. Wykorzystanie urządzeń 3D pomaga przy redukcji odpadów, daje możliwość oszczędnego gospodarowania surowcami, przygotowywania zbilansowanych posiłków dla konsumentów o specyficznych potrzebach żywieniowych.

Możliwość drukowania 3D żywności ma jednak pewne ograniczenia. Metody z wykorzystaniem spoiw płynnych wymagają stosowania wielu materiałów i różnych mechanizmów ich wiązania. Niezwykle ważne jest, aby poznać interakcje pomiędzy poszczególnymi warstwami drukowanego produktu, ponieważ to determinuje jego stabilność. Trudność w doborze spoiwa lub też słabe wiązanie pomiędzy warstwami może ograniczać wykorzystanie tej technologii. Ponadto niektóre wyroby charakteryzują się wysoką zawartością cukru, co przekłada się na ich niską wartość odżywczą i zdrowotną. W drukowaniu przestrzennym nie zawsze udaje się zachować idealny kształt czy stabilność produktu nie tylko podczas druku, ale również w dalszej obróbce technologicznej. Inną wadą jest długi czas procesu i stosunkowo wysoka cena zakupu sprzętu.

Oprac. Joanna Radziewicz

Międzynarodowe zalecenia żywieniowe / Mariola Kwasek

(Przemysł Spożywczy 2017 nr 1, s. 26-29)

Zalecenia żywieniowe dla mieszkańców Europy są formułowane przez organizacje międzynarodowe zajmujące się problematyką wyżywienia ludności: Światową Organizację Zdrowia (WHO) i Organizację Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), a następnie dostosowywane do warunków poszczególnych krajów. Wśród rekomendowanych zaleceń wymienia się:

• spożywanie różnorodnych produktów, głównie pochodzenia roślinnego,
• spożywanie przetworów zbożowych kilka razy dziennie,
• spożywanie warzyw i owoców świeżych kilka razy dziennie (przynajmniej 400 g),
• utrzymanie prawidłowej masy ciała przy codziennej umiarkowanej aktywności fizycznej,
• konsumpcja umiarkowanej ilości tłuszczów (do 30 proc. w codziennej diecie) i zastępowanie tłuszczów nasyconych olejami roślinnymi lub miękką margaryną,
• zastępowanie tłustego mięsa roślinami strączkowymi, soczewicą, rybami, drobiem i innych chudym mięsem,
• spożywanie mleka i przetworów mlecznych o niskiej zawartości soli i tłuszczu,
• spożywanie produktów o niskiej zawartości cukru i soli,
• ograniczenie spożycia alkoholu,
• dbałość o bezpieczeństwo i higienę przygotowywanych posiłków.

Na skutek bardzo dużego wzrostu zagrożenia zdrowia przewlekłymi chorobami niezakaźnymi, Światowa Organizacja Zdrowia opracowała  globalną strategię dotyczącą żywienia, aktywności fizycznej i zdrowia (Global Strategy on Diet, Physical Activity and Health), która została przyjęta na 57. Światowym Zgromadzeniu Zdrowia. Wzywa ona kraje członkowskie do wszczęcia działań na rzecz poprawy stanu zdrowia społeczeństw poprzez promocję zdrowego żywienia i wzrost aktywności fizycznej. Zawiera również wiele cennych wskazówek z punku widzenia profilaktyki przewlekłych chorób niezakaźnych.

W zapobieganiu chorobom kardiologicznym polecanym sposobem żywienia jest dieta śródziemnomorska, oparta na świeżych warzywach i owocach, roślinach strączkowych, orzechach, zbożach i oliwie z oliwek, przy umiarkowanym spożyciu mleka i przetworów, ryb i alkoholu oraz niskim spożyciu mięsa i przetworów mięsnych.

W związku ze zmianami we wzorcach konsumpcji opracowano definicję zrównoważonej diety, która obejmuje aspekty takie, jak rolnictwo, żywność, żywienie, środowisko, społeczeństwo, kulturę i ekonomię, które wzajemnie na siebie oddziałują.

20 stycznia 2016 roku podczas I Narodowego Kongresu Żywieniowego Instytut Żywności i Żywienia zaprezentował nową Piramidę Zdrowego Żywienia i Aktywności Fizycznej wraz z dziesięcioma zasadami zdrowego żywienia. Piramida jest odpowiedzią na zalecenia ekspertów WHO i FAO.

Łatwe do zapamiętania zalecenia żywieniowe 6+ 1 „U” zaproponował również prof. Stanisław Berger. Są to:

• urozmaicenie,
• umiarkowanie
• uregulowanie,
• umiejętność przyrządzania potraw,
• uprawianie różnych form aktywności,
• unikanie nadmiernego spożycia tłuszczów
• z uśmiechem łatwiej żyć.

Oprac. Joanna Radziewicz

• Następny artykuł