Cái Ứng Dụng Đã Nấu Chín Là Gà In 3D Bằng Đèn Laser

Ai mà chẳng mơ ước về việc trở về nhà sau một ngày dài và chỉ cần nhấn vài nút để có bữa ăn nấu chín từ thực phẩm in 3D, do đầu bếp cá nhân kỹ thuật số phục vụ? Điều này có thể làm cho việc sử dụng lò vi sóng và đồ ăn đóng gói đông lạnh truyền thống trở nên lạc hậu. Các kỹ sư tại Đại học Columbia đang cố gắng biến ước mơ đó thành hiện thực, và họ đã tìm ra cách in 3D và nấu chín đồng thời các lớp thịt gà nghiền, theo một bài báo gần đây được công bố trong tạp chí npj Science of Food. Dĩ nhiên, nó không đạt được mức độ như Máy Sao Replicator trong Star Trek, có thể tổng hợp bữa ăn đầy đủ theo yêu cầu, nhưng đó là một bắt đầu.

Cộng tác viên Hob Lipson quản lý Creative Machines Lab tại Đại học Columbia, nơi nghiên cứu này được thực hiện. Đội của anh đã giới thiệu việc in 3D các sản phẩm thực phẩm lần đầu tiên vào năm 2007, sử dụng hệ thống sản xuất cá nhân Fab@Home để tạo ra các đối tượng 3D ăn được đa chất liệu với kem bánh, chocolate, phô mai chế biến và bơ đậu phộng. Tuy nhiên, hiện chưa có thiết bị thương mại có khả năng in và nấu chín đồ ăn đồng thời. Đã có một số nghiên cứu khảo sát cách nấu chín thực phẩm bằng đèn laser, và đội của Lipson nghĩ rằng đây có thể là một hướng đi triển vọng để tiếp tục khám phá.

“Chúng tôi nhận thấy rằng, trong khi máy in có thể sản xuất các thành phần với độ chính xác đến mức milimét, không có phương pháp nấu chín nào có cùng độ phân giải này,” nói cộng tác viên Jonathan Blutinger. “Nấu ăn là quan trọng cho dinh dưỡng, hương vị và sự phát triển về cấu trúc trong nhiều loại thực phẩm, và chúng tôi tự hỏi liệu chúng tôi có thể phát triển một phương pháp với đèn laser để kiểm soát chính xác những đặc tính này hay không.” Họ sử dụng một laser xanh (5-10 watt) làm nguồn nhiệt chính nhưng cũng thử nghiệm với laser gần và giữa hồng ngoại để so sánh, cũng như một lò nướng truyền thống.

Các nhà khoa học mua thịt gà nguyên từ cửa hàng tiện lợi địa phương và sau đó xay nhuyễn nó trong máy xay thịt để có độ nhuyễn và đồng đều. Họ loại bỏ bất kỳ sợi cơ nào và để mẫu thử trong tủ lạnh trước khi đóng gói lại vào các thùng tiêm in 3D để tránh tắc nghẽn. Thiết bị nấu ăn sử dụng một đèn laser có công suất cao, một bộ galvanometer gương (thiết bị phát hiện dòng điện bằng cách làm chệch tia sáng), một khuôn in 3D tùy chỉnh, chống chói laser và một khay có thể tháo rời để nấu thịt gà in 3D.

"Trong quá trình nấu chín ban đầu, đèn laser của chúng tôi được lắp đặt trong khuôn in 3D, nhưng khi các thí nghiệm tiến triển, chúng tôi chuyển sang một thiết lập nơi đèn laser được lắp đặt đứng đứng vào đầu cơ chế ép phun," các tác giả viết. "Thiết lập này cho phép chúng tôi in và nấu chín nguyên liệu trên cùng một máy." Họ cũng thử nghiệm việc nấu chín thịt gà in 3D sau khi đóng gói trong túi nhựa.

Kết quả là gì? Thịt gà nấu chín bằng laser giữ lại gấp đôi nước nấu so với thịt gà nấu truyền thống, và nó co lại một nửa ít trong khi vẫn giữ lại hương vị tương tự. Nhưng loại laser khác nhau tạo ra kết quả khác nhau. Laser xanh được xem là lý tưởng để nấu chín gà bên trong, dưới bề mặt, trong khi laser hồng ngoại làm tốt hơn ở mức bề mặt nâu và rán. Còn với thịt gà trong bao bì nhựa, laser xanh đã đạt được sự nâu nhẹ, nhưng laser gần hồng ngoại hiệu quả hơn trong việc nâu thịt gà qua bao bì. Đội ngũ thậm chí đã có thể nâu bề mặt thịt gà trong bao bì theo mẫu như những vết sẹo của lò nướng.

"Độ chính xác trong khoảng milimét cho phép in và nấu chín một chiếc burger với mức chín từ sống đến chín tới trong một họa tiết lace, bàn cờ, dải màu hoặc họa tiết tùy chỉnh khác," các tác giả viết. "Nhiệt từ đèn laser cũng có thể nấu chín và làm nâu thực phẩm trong một gói kín ... [điều này] có thể tăng đáng kể thời hạn sử dụng của chúng bằng cách giảm ô nhiễm vi khuẩn, và có ứng dụng thương mại lớn cho các bữa ăn mang đi đóng gói ở cửa hàng tạp hóa, ví dụ."

Để đảm bảo thịt gà in 3D vẫn hấp dẫn khẩu vị con người, nhóm nghiên cứu đã phục vụ mẫu thử cả thịt gà nấu bằng laser in 3D và thịt gà nấu truyền thống cho hai người thử nếm. Đó không phải là một kích thước mẫu lớn đáng kể, nhưng cả hai người thử nếm đều ưa thích thịt gà nấu bằng laser hơn thịt gà nấu truyền thống, chủ yếu vì nó ít khô và dai hơn và có cấu trúc mềm mại hơn.

Người thử nghiệm thậm chí có thể xác định được mẫu thịt gà nấu bằng laser và thậm chí chú ý đến một vị kim loại nhẹ từ nhiệt laser. "Bao giờ bạn đã đi đến nha sĩ và làm đau răng?" người thử nghiệm nói với các nhà nghiên cứu. "Họ có một đèn laser họ sử dụng để kín chặt các chất làm răng và bạn có được mùi đó - một chút mùi công nghiệp, một sự sắc nhọn mà bạn không có được với thịt gà bình thường."

Điều này về cơ bản là một minh chứng cho nguyên tắc, chỉ liên quan đến việc sử dụng thịt gà, nhưng các tác giả tự tin rằng phương pháp này có thể được mở rộng sang các hệ thống thực phẩm mẫu khác, bao gồm các loại thịt và hạt khác nhau. Trên thực tế, "nấu chín bằng laser các chất cơ bản dựa trên hạt có thể hấp thụ nước nhanh chóng sẽ tăng tốc quá trình mất nước và nâu khi nấu," họ viết.

Đối với nghiên cứu tương lai, nhóm hy vọng nghiên cứu cách sử dụng nhiều bước sóng laser để đạt được cả nấu chín nội và ngoại vi đồng thời. Họ cũng muốn tìm hiểu cách giảm ô nhiễm chéo giữa các lớp nấu chín và lớp in thô và làm thế nào để phát triển phần mềm để người dùng có thể tùy chỉnh bữa ăn in 3D của họ trong tương lai.

“Những gì chúng tôi vẫn chưa có là cái chúng tôi gọi là 'Food CAD,' một cách nói khác là Photoshop của thực phẩm," Lipson nói. "Chúng tôi cần một phần mềm cấp cao cho phép những người không phải là lập trình viên hoặc nhà phát triển phần mềm thiết kế thực phẩm mà họ muốn. Và sau đó, chúng tôi cần một nơi mà mọi người có thể chia sẻ công thức số, giống như cách chúng ta chia sẻ âm nhạc."

Câu chuyện này ban đầu xuất hiện trên Ars Technica.

Những điều tuyệt vời khác từ MYTOUR

• 📩 Cập nhật mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Nhận bản tin của chúng tôi!
• Liệu rằng robot có thể tiến hóa thành máy móc của tình thương?
• In 3D giúp thí nghiệm lượng tử cực lạnh trở nên nhỏ gọn hơn
• Làm thế nào các nhà thuốc cộng đồng nỗ lực trong thời đại Covid
• The Artful Escape là sự hoàn hảo của thế giới thụy sĩ
• Cách gửi những tin nhắn biến mất tự động
• 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ bằng cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• 🎮 MYTOUR Games: Nhận những mẹo, đánh giá và nhiều hơn nữa
• 📱 Lưỡng lự giữa những chiếc điện thoại mới nhất? Đừng lo—kiểm tra hướng dẫn mua iPhone và những chiếc điện thoại Android yêu thích của chúng tôi