Σχεδιάζοντας το τέλειο σε γεύση φαγητό

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Soft Matter αυτή την εβδομάδα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ, το Πανεπιστήμιο του Ντελφτ και τη Unilever, αποδεικνύουν ότι η αίσθηση στο στόμα μιας βρώσιμης ουσίας μπορεί να σχεδιαστεί, όπως ακριβώς μπορούν να σχεδιαστούν οι ιδιότητες πολλών άλλων υλικών. Δηλαδή: δημιουργούν μεταϋλικά , υλικά που δεν βρίσκονται στη φύση αλλά κατασκευάζονται προσεκτικά στο εργαστήριο. Το δομικό υλικό της επιλογής τους εδώ,  δεν είναι ξύλο, σκυρόδεμα ή γυαλί, αλλά σοκολάτα.

Σχεδιασμός αίσθησης στο στόμα

Όπως γνωρίζουν πολύ καλά τόσο οι επαγγελματίες όσο και οι ερασιτέχνες αρτοποιοί, η σοκολάτα δεν είναι ένα εύκολο υλικό για να δουλέψεις. Απλά ζεσταίνοντας και κρυώνοντάς το μπορεί να μετατρέψει τη μαλακή σοκολάτα σε πολύ πιο εύθραυστη μετριασμένη σοκολάτα ή το αντίστροφο. Ως εκ τούτου, η πρώτη πρόκληση για τους ερευνητές ήταν να θέσουν υπό έλεγχο το οικοδομικό τους υλικό. Αυτό το έκαναν θερμαίνοντάς το πολύ προσεκτικά, προσθέτοντας λίγη κρύα σοκολάτα, ψύχοντάς το ξανά… και στη συνέχεια τοποθετώντας το σε έναν 3D εκτυπωτή. Αυτό τους επέτρεψε να εκτυπώσουν ουσιαστικά οποιοδήποτε σχήμα σοκολατένιου υλικού ήθελαν, ενώ το βασικό υλικό είχε πάντα τις ίδιες ιδιότητες.

Το πρώτο με το οποίο πειραματίστηκαν οι επιστήμονες ήταν το σχήμακαι μάλιστα το σχήμα  S με πολλές ανατροπές.

Ο στόχος ήταν να δοκιμαστεί πώς θα σπάσει αυτό το υλικό και πώς θα βιωθεί αυτό το σπάσιμο στο στόμα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι ιδιότητες θραύσης εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την κατεύθυνση του «δαγκώματος». Όταν πιέστηκε το υλικό από πάνω, πολλές διαφορετικές ρωγμές εμφανίζονταν η μία μετά την άλλη, αλλά όταν πιέζονταν προς την κατεύθυνση κάθετη προς την εικόνα, συνήθως εμφανιζόταν μόνο μία ρωγμή. Αυτό δοκιμάστηκε μηχανικά. Τόσο οι μηχανικές δοκιμές όσο και ο πίνακας δοκιμών επιβεβαίωσαν επιπλέον ότι η ευκολία του δαγκώματος ήταν καλύτερη προς την κατεύθυνση που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Όσο περισσότερες ρωγμές, τόσο το καλύτερο

Οι περισσότεροι άνθρωποι απολαμβάνουν την εμπειρία του φαγητού να τρίζει στο στόμα τους — όσο περισσότερες ρωγμές, τόσο το καλύτερο. Έχοντας δείξει ότι μια τέτοια εμπειρία μπορεί να σχεδιαστεί, οι ερευνητές δοκίμασαν τώρα μερικές διαφορετικές δομές, αναζητώντας μια δομή όπου ο αριθμός των ρωγμών μπορεί να «προγραμματιστεί» στο υλικό.

Αποδείχθηκε ότι τα μεταϋλικά πχ. σοκολάτας σε σχήμα σπειροειδούς σχήματος, έχουν αρκετά ενδιαφέρουσες και συντονίσιμες ιδιότητες. Όχι μόνο ο αριθμός των περιελίξεων ελέγχει άμεσα τον αριθμό των ρωγμών όταν το υλικό πιέζεται μηχανικά. ο πίνακας δοκιμών μπορούσε επίσης να διακρίνει ξεκάθαρα μεταξύ λιγότερων και περισσότερων ρωγμών όταν τρώει τις σοκολάτες. Επιπλέον, ηχογραφήσεις έδειξαν ότι ο ήχος που κάνουν οι σοκολάτες όταν τις δαγκώνουν αντανακλά τον αριθμό των ρωγμών, προσθέτοντας μια ευχάριστη διατροφική εμπειρία.

Το τέλειο κομμάτι σοκολάτας

Το τελευταίο ερώτημα ήταν φυσικά: ο σχεδιασμός μιας ευχάριστης διατροφικής εμπειρίας είναι θέμα δοκιμής και λάθους ή μπορούν πραγματικά να σχεδιαστούν και να βελτιωθούν τα ωραία βρώσιμα υλικά πριν τη δημιουργία τους; Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι με ένα καλά επιλεγμένο μαθηματικό μοντέλο, μπορούν πράγματι να βελτιστοποιήσουν ορισμένα σχήματα σοκολάτας σε σχέση, για παράδειγμα, με την αντοχή τους στο σπάσιμο όταν δαγκώνονται από συγκεκριμένες κατευθύνσεις. 

Ο σχεδιασμός των βρώσιμων μεταϋλικών δεν είχε μελετηθεί πριν. Η νέα έρευνα ανοίγει την πόρτα σε τρόπους σχεδιασμού τροφών που τρώγονται ευχάριστα – και γενικότερα, σε υλικά που βελτιστοποιούν την αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπου και ύλης.