Zuckermenge in Keksen reduzieren durch 3D-Druck

Eine ziemlich neue Art, süße Leckereien wie Kekse zuzubereiten, ist der 3D-Druck. Die Technologie ermöglicht es, komplexe, reproduzierbare 3D-Strukturen zu erstellen, die nicht allein per Hand hergestellt werden können, und kann auch bei individuelleren Ernährungsbedürfnissen helfen.

Tim Meuleman, Student an der Universität Wageningen & Research in den Niederlanden, schrieb kürzlich eine Diplomarbeit mit dem Titel “Sugar reduction in cookies by using 3D food printing”.

Die Zusammenfassung beinhaltet folgendes, “3D Nahrungsmitteldruck wurde verwendet, um Kekse zuzubereiten, die unterschiedliche Zuckeraustauschstoffe enthalten. Weiters wurden Kekse die verschiedene Teigschichten übereinander geschichtet haben produziert. Die Auswirkung dieser Herstellungsverfahren auf die Keksqualität wurde untersucht. Dadurch konnte festgestellt werden, ob der 3D-Lebensmitteldruck in Keksen zur Zuckerreduktion eingesetzt werden kann. Die Kekse wurden durch 3D-Lebensmitteldruck eines Teigs hergestellt, der Saccharose oder einen Zuckeraustauschstoff enthielt. Korrelationen zwischen dem Molekulargewicht des verwendeten Zuckeraustauschstoffs und physikalisch-chemischen Eigenschaften wie Textur, Wasseraktivität, Trockensubstanzgehalt, Formstabilität und Backstabilität wurden untersucht. Darüber hinaus wurde der Einfluss des 3D-Drucks auf diese Eigenschaften und der Einfluss der Schichtung verschiedener Teige auf diese Eigenschaften untersucht. Außerdem wurde eine sensorische Analyse durchgeführt, um den Einfluss der Schichtung von Teigen auf die wahrgenommene Süße zu bestimmen. Die Wirkung des Molekulargewichts wurde für homogene Kekse getestet, die einen der folgenden Zucker (Ersatzstoffe) enthielten; Saccharose, Xylitol, Maltitol, Oligofructose und Polydextrose. Die Schlussfolgerung war, dass die inhomogene Verteilung von Saccharose in einem zuckerreduzierten Keks durch Schichten mit einem 3D-Drucker die wahrgenommene Süße, im Vergleich zu einem Zucker reduziert Keks bei dem die Saccharose homogen verteilt ist, süßer erscheint. Sowohl der Zuckeraustauschstoff als auch die Druckart hatten Einfluss auf die gemessenen physikochemischen Eigenschaften, jedoch waren dies nur kleine Unterschiede. Die Schichtung hat Einfluss auf die Backstabilität und Bruchspannung, jedoch wurden hier auch nur kleine Unterschiede beobachtet.”

Das Ziel von Meulemans Arbeit war es, die Wirkung von verschiedenen Zuckeraustauschstoffen in Keksteig zu untersuchen, zusammen mit der Strukturierung der Kekse basierend auf Eigenschaften wie Formstabilität, Geschmack und Textur.

“Der 3D-Druck wurde zuerst verwendet, um zuckerhaltige Teige mit einem einzigen Zuckeraustauschstoff zu bedrucken, um die Auswirkungen des Zuckeraustauschstoffes auf den 3D-Druck auf physikalisch-chemische Eigenschaften wie die endgültige Keksbeschaffenheit, Wasseraktivität, Trockensubstanzgehalt und Formstabilität zu bewerten. Verschiedene Teige wurden vorbereitet, um das richtige Rezept für den 3D-Druck zu finden “, schrieb Meuleman. Als nächstes wurde untersucht, ob das Bedrucken verschiedener Schichtstrukturen mit alternativ dem Saccharose enthaltenden Teig und dem Teig mit einem Zuckeraustauschstoff die Textur und/oder den Geschmack der Kekse im Vergleich zu Keksen mit homogen verteilter Saccharose und Zuckeraustauschstoffen verbessert. Der Einfluss der Schichtung und Zusammensetzung der Schichtstruktur auf die endgültigen Eigenschaften des Kekses wurde besonders untersucht. Außerdem wurde die Wirkung des Druckens auf die Kekse untersucht, indem gedruckte Kekse mit Keksen verglichen wurden, bei denen der Teig in den gleichen Abmessungen wie die gedruckten Kekse geschnitten wurde.”

Nachdem der Keksteig mit einer Vielzahl von Zuckeraustauschstoffen hergestellt worden war, erstellte Meuleman ein Design für den 3D-Druck eines rechteckigen Kekses in OpenSCAD, der dann in Slic3r geladen wurde, bevor er auf einem byFlow 3D-Lebensmitteldrucker hergestellt wurde.

Nachdem die Kekse gebacken wurden, wurden sie in Aluminiumfolie verpackt, um sie einen Tag lang stehen zu lassen, so dass sich das Wasser im Inneren erneut verteilt, bevor der Gehalt an Trockensubstanz und Wasser gemessen wurde und die Texturanalyse durchgeführt wurde.

“Die Textur des Kekses wurde durch einen Dreipunkt-Biegetest ermittelt, um den Einfluss des Rezepts und des Strukturdesigns auf die Textur zu untersuchen. Die Bedruckbarkeit wurde visuell beurteilt, indem festgestellt wurde, ob die bedruckte Struktur die gleichen Abmessungen hat, ob sie dem erstellten Design ähnelte und ob der Teig während des Druckens Fehler verursachte. Die Stabilität wurde bewertet, indem Messungen der Abmessungen des Kekses vor und nach dem Backen vorgenommen wurden. Schließlich wurde der Geschmack durch sensorische Tests bewertet”, schrieb Meuleman.

Er kam zu dem Schluss, dass der 3D-Druck eine gute Möglichkeit ist, den Zuckergehalt in Keksen zu senken, da er die Textur nicht negativ beeinflusst und die wahrgenommene Süße erhöht, ohne dass künstliche Süßstoffe hinzugefügt werden müssen.

“Andere interessante Effekte, die untersucht werden könnten, sind: Erforschung anderer Einflüsse durch den Wechsel des Zuckeraustauschstoffs als die Änderung des Molekulargewichts des Zuckers oder Zuckeraustauschstoffs, wie die Wasserbindungskapazität”, schloss Meuleman. “Diese Einflüsse könnten auch auf die in dieser Arbeit gesammelten Daten angewendet werden.”