加熱による3Dプリント食品の食感制御域拡大

抄録

【目的】近年3Dプリンターは様々に活用されており，食品分野では自在な外見の造形や食感制御など，従来は困難であった食品加工が可能になると期待されている。しかし食品用3Dプリンターはシリンジからペースト状食材を吐出する方式を採っているため，軟らかい食品しか造形できなかった。また造形後に食品を加熱してかたくしようとすると，食品の変形により食感制御が困難になる課題があった。そのため本研究では，加熱時の変形を抑制可能な食品造形物を作成し，食感制御と加熱を両立する手法の開発を目的としている。

【方法】加熱時に生じる水蒸気が変形の原因と考えられるため，水蒸気排出用の空隙を持つ食品造形物を3Dプリンターで造形した。空隙の大きさや配置が異なる構造で3Dプリントすることで，構造が水蒸気排出，さらには食感に及ぼす影響を検討した。食品造形物はエアフライヤーで加熱し食品圧縮試験を実施した。

【結果】空隙を有する食品造形物は加熱後の変形が抑制され，圧縮加重を最大で約2倍増加させることが可能であった。また食品造形物の食感は，空隙の個数によって制御可能であった。具体的には，圧縮時に楔型プランジャーが食品中を通過する経路上に空隙を配置すると，空隙1つあたり圧縮荷重を約2 N増加させられることが分かった。

本研究で，食品造形物の「加熱時の変形抑制」と「単一素材での食感制御」が可能になった。軟らかい食材しか利用できないフード3Dプリントでは制御可能な食感は限定的であり，印刷後に焼いた場合，食品の変形が意図しない食感変化をもたらす課題があった。しかし本研究により，歯応えのある食品印刷が実現可能となり，今後3Dプリンターを活用した食品造形，特に食感設計可能域拡大が期待される。