Forscher machen gesündere Schokolade im 3D-Drucker

Ein Wissenschaftler der Rutgers Universität in New Jersey (USA) hat eine Rezeptur für fettarme Schokolade entwickelt, die mit einem 3D-Drucker in so ziemlich jeder erdenklichen Form gedruckt werden kann. Die Arbeit ist der Auftakt zu einer neuen Reihe von "funktionellen Lebensmitteln", d.h. Lebensmitteln, die speziell mit gesundheitlichen Vorteilen entwickelt wurden. Ziel ist es, gesündere Schokoladensorten zu entwickeln, die für die Verbraucher leicht zugänglich sind. In der Fachzeitschrift Food Hydrocolloids beschreibt ein Team von Wissenschaftlern die erfolgreiche Herstellung und den Druck einer Mischung, die fettarme Schokolade produziert, indem fette Kakaobutter durch eine fettärmere Wasser-in-Öl-Emulsion ersetzt wird.

"Jeder isst gerne Schokolade, aber wir machen uns auch Sorgen um unsere Gesundheit", sagt Qingrong Huang, Professor in der Abteilung für Lebensmittelwissenschaften an der Rutgers School of Environmental and Biological Sciences. "Deshalb haben wir eine Schokolade entwickelt, die nicht nur fettarm ist, sondern auch mit einem 3D-Drucker gedruckt werden kann. Es ist unsere erste 'funktionale' Schokolade."

Was unterscheidet diese Leckerei von normaler Schokolade?

Wissenschaftler stellen Emulsionen her, indem sie zwei nicht mischbare Flüssigkeiten in winzige Tröpfchen zerlegen. Bei diesem Vorgang trennen sich die beiden Flüssigkeiten in der Regel schnell – zum Beispiel bei Öl und Essig – es sei denn, eine dritte, stabilisierende Zutat (ein Emulgator) hält sie zusammen. In einer Vinaigrette ist zum Beispiel ein Ei der Emulgator. Traditionelle Schokolade wird in der Regel aus Kakaobutter, Kakaopulver und Zucker in Kombination mit einem der vielen verschiedenen Emulgatoren hergestellt.

Für dieses Projekt experimentierte das Forschungsteam mit verschiedenen Zutatenverhältnissen für ein Standard-Schokoladenrezept, um das beste Gleichgewicht zwischen Flüssigkeit und Feststoff für den 3D-Druck zu finden. Um einen geringeren Fettgehalt in der Mischung zu erreichen, stellten die Forscher eine Wasser-in-Kakaobutter-Emulsion her, die durch Gummi arabicum, ein in der Lebensmittelindustrie häufig verwendetes Extrakt des Akazienbaums, zusammengehalten wurde, um die Kakaobutter zu ersetzen. Anschließend mischten sie die Emulsion mit goldenem Sirup, um den Geschmack zu verbessern, und fügten sie den anderen Zutaten hinzu.

Die Schokolade soll nicht nur köstlich schmecken, sondern auch ein Material sein, das Lebensmittelwissenschaftlern viel zu bieten hat. Mithilfe einer Reihe fortschrittlicher Techniken konnten die Forscher die physikalischen Eigenschaften der gedruckten Schokolade analysieren. Insbesondere suchten sie nach dem richtigen Viskositätsgrad für den Druck und nach der optimalen Textur und Geschmeidigkeit "für ein gutes Mundgefühl", so Prof. Huang. Nach zahlreichen Experimenten mit verschiedenen Wasser-Öl-Verhältnissen und unterschiedlichen Anteilen aller Hauptzutaten einigten sich die Forscher auf eine endgültige Mischung.

Schokolade herstellen – mit einer App?

Beim 3D-Drucken geht es darum, aus einem digitalen Modell ein physisches Objekt zu erstellen, indem in schneller Folge Schichten von Material aufgetragen werden. Der 3D-Drucker und die Formen, die er herstellt, lassen sich mit einer App auf dem Handy programmieren. "Die 3D-Lebensmitteldrucktechnologie ermöglicht die Entwicklung maßgeschneiderter essbarer Produkte mit maßgeschneidertem Geschmack, Form und Textur sowie optimaler Ernährung auf der Grundlage der Verbraucherbedürfnisse".