Meerdere technologen zijn bezig met de ontwikkeling van 3D-voedselprinters. Het vooruitzicht: thuis sterrenmaaltijden bereiden, via een simpel keuzemenu. Wanneer kunnen we eten printen, en koken we dan nog wel zelf?

“Een 3D-voedselprinter is een apparaat dat voedsel kan produceren vanuit een aantal basisingrediënten, en deze door printen of andere technologieën uitwerpt,” vertelt Kjeld van Bommel. Van Bommel is technoloog en werkt mee aan de Nederlandse voedselprinters van TNO. Deze voedselprinters kunnen mogelijk de wereld in de toekomst – als dat nodig is – beschermen tegen voedselnoden. Hoe? Doordat ze voedsel kunnen nabootsen vanuit ‘overtollige’ voedselbronnen.

Waarom voedsel printen dé toekomst is
De aardbol raakt voller en dat betekent dat er meer mensen moeten worden gevoed. Omdat landbouw, veehouderij en visserij niet iedereen op aarde van voldoende voedsel kunnen voorzien, is een voedselprinter die voedsel vanuit slechts enkele ingrediënten print een handige uitkomst. In rijke landen betekent dat sterrenmaaltijden, gewoon thuis op het bord. In ontwikkelingslanden is het eindelijk een manier om iedereen van de juiste voedingsstoffen te voorzien, die nodig zijn om gezond te worden en blijven. Door met voeding te ‘experimenteren’ kunnen gezondere producten worden gecreëerd, volgens voedingstechnoloog Van Bommel. “Daarnaast kunnen we efficiënter gebruik maken van grondstoffen en kunnen kinderen, ouderen en mensen die vanwege ziekte niet goed kunnen kauwen of slikken, weer genieten van eten. Bovendien kun je voeding persoonlijk maken, qua smaak, calorieën, samenstelling, textuur, afmetingen en vorm, en kun je een product pas op het moment van consumptie maken, waardoor het verser is.”

Vanuit je zelfrijdende auto de printer opdracht geven om iets lekkers te printen. Verre toekomstmuziek? Afbeelding: TNO.

Vanuit je zelfrijdende auto de printer opdracht geven om iets lekkers te printen. Verre toekomstmuziek? Afbeelding: TNO.

Hoe werkt een voedselprinter?

Heel eenvoudig gezegd, slaat een voedselprinter ingrediënten op. Vervolgens mengt deze de ingrediënten en ‘print’ ze als laagjes bereid voedsel. Een 3D printer maakt dus laagje op laagje, waardoor een product uiteindelijk 3D is. Althans, zo werken de printers die nu in ontwikkeling zijn. Wellicht kunnen we in de toekomst 3D printers verwachten die voedsel in de rondte printen, doordat er verschillende robotarmen tegelijk in de weer zijn, terwijl het product in de lucht ‘zweeft’. Tot die tijd is het al een hele kunst om 3D-voedsel te printen, dat én lekker eruit ziet én lekker smaakt én geen vloeibare pap of smurrie is.

Juiste voedingswaarden
Een voedselprinter kan je lijf precies voorzien van de voedingsstoffen die je nodig hebt. Een baby heeft veel calcium nodig, een sporter is gebaat bij een eiwitrijk dieet en een zieke heeft een ‘overdosis’ vitaminen en mineralen nodig. Die specifieke behoeften zijn bij een voedselprinter exact in te stellen. Zo hoeft een sporter bijvoorbeeld ook niet kilo’s kip, biefstuk en eieren te eten om aan zijn dagelijkse portie eiwitten te komen. Hij of zij kan een eiwitrijk stuk ‘vlees’ eten, gemaakt uit energiezuinig gekweekte algen. Waarom algen? “Die groeien snel en bevatten ongeveer net zoveel eiwitten als rood vlees van een rund,” zegt Van Bommel. “Intussen heb je geen CO2-uitstoot van de runderen die rondlopen op vele hectare grond, en hoef je die runderen ook niet te voeren.” Innovatief, gezond én duurzaam zo’n ‘algenburgertje’! “Buiten het 3D-printen wordt er veel gewerkt aan lekkere, eiwitrijke producten uit algen, maar op 3D-printgebied is dit nog niet echt begonnen,” vertelt Van Bommel. “Bij het 3D-printen van voeding wordt allereerst aandacht besteed aan de texturen, smaken, vormen en samenstellingen.”

Complex en eenvoudig tegelijk
Andere voordelen van een voedselprinter zijn dan ook dat er totaal nieuwe smaken en structuren kunnen worden ontwikkeld. De voedselprinter kan een uitbreiding voor ons smakenpallet betekenen. Door voedsel te ontwerpen en te printen kun je namelijk alle vormen printen die je zelf wilt. Een klein kind dat geen bietjes wilt eten? Print er een autootje van en verander de smaak en/of structuur. Het kind krijgt zo geen genoeg van groenten eten!

Vers
Als je ergens zin in hebt, hoef je dit maar in te geven in je voedselprinter. Alles wordt ter plaatse vers bereid, in een portie die op jouw lijf geschreven is. Dat betekent efficiënte productie en geen voedselverspilling. Bovenal is voedsel printen met enkele keuzes in een menu gewoon erg gemakkelijk. Ben je laat thuis, heb je geen zin om te koken, maar wil je wel een gezonde maaltijd? De 3D voedselprinter neemt het werk uit handen en maakt exact wat jij nodig hebt klaar in de keuken!

Het klinkt allemaal heel handig, gezond en ook een beetje te mooi om waar te zijn. Hoe ver zijn de ontwikkelaars van de 3D-voedselprinters nu eigenlijk precies? Een overzichtje:

1. De Engelse Choc Creator 2.0 Plus
De verbeterde Choc Creater, versie 2.0 Plus, kwam in 2014 uit. De printer is ontwikkeld door de University of Exeter en kan allerlei chocoladefiguren printen. Hoe? Door op een 5-inch full-color LCD touchscreen eigen creaties te ontwerpen. De printer neemt de benodigde hoeveelheid chocolade uit zijn roestvrijstalen cilinder en print de creaties met gemak. Je kunt met deze chocoladeprinter creaties van 18x18x5 cm maken. Leuk voor bij de koffie, maar geen 3D-voedselprinter waarvan je kunt leven…

2. De Duitse Magic Candy Factory
Eind 2015 kwam de Duitse Magic Candy Factory uit. Deze minifabriek print fruitgums, die je eveneens zelf kunt ontwerpen. Meerdere kleuren, meerdere smaken, glitters en verfijnde vormpjes: het kan allemaal. Met wat creativiteit ontwikkel je in no-time je eigen originele snoepje. Vijf minuten printen – je moet dus wel even geduld hebben – en je kunt jouw eigen ontworpen snoepje van zo’n 10 gram proeven! Ook weer leuk en lekker, maar meer iets voor tussendoor of om leuke kindertraktaties te maken. Bovendien is deze voedselprinter niet bepaald efficiënt.

3. Duitse Bocusini
De Bocusini printer lijkt al meer op een echte 3D- voedselprinter. Hij werd in 2015 gemaakt na een fundraisingcampagne. Begin 2016 stuurden de makers de eerste functionerende Bocusini’s naar hun sponsors. Deze sponsors kunnen nu werkelijk thuis hun eigen voedsel printen. Ze kunnen dit voedsel via een eenvoudige interface ontwerpen, waarna de interface de gegevens van het ontwerp via WiFi naar de printer stuurt. De Bocusini kun je daarom handig met je smartphone in de hand – onderweg of vanaf de bank – bedienen. Wat je kunt ‘bestellen’? Aardappelpuree, marsepein, merengue, fruitcrème, paté, groentemoes, notencrème, chocolade en kauwgom. Dat is nog niet zo heel veel, maar Bocusini werkt eraan!

Een voedselprinter. Afbeelding: TNO.

Een voedselprinter. Afbeelding: TNO.

4. De Nederlandse printers van TNO
De Nederlandse voedselprinters van TNO zijn in vergelijking met de andere 3D-voedselprinters eigenlijk veel geavanceerder. Naast chocolade, koekjes en merengue kunnen de printers ook pasta en hartige knabbels maken. Waar andere voedselprinters alleen overweg kunnen met gels, moes en crème, kan de Nederlandse variant ook voedsel printen met poedertjes! Een handige optie, zeker als voedsel in de toekomst wellicht schaars is. Eén printer van TNO print nu zo’n tien tot twintig volledige maaltijden per uur. “Die worden meteen bevroren en daarna naar verschillende verpleegtehuizen gestuurd, waar ze worden opgewarmd.” In plaats van een paar uur zwoegen in de keuken van het verpleegtehuis, kan deze printer 24/7 aan de slag voor honderden benodigde maaltijden.

5. De Spaanse Foodini
Ook de Spaanse voedselprinter Foodini, door Natural Machines ontworpen, kan al aardig wat hapjes op tafel toveren. Foodini onderscheidt zich van andere 3D voedselprinters, omdat deze gebruik maakt van verse ingrediënten. Zo kan de machine vers deeg bereiden en verse hartige snacks maken, zonder onnodige toevoegingen om de houdbaarheid te verlengen. Daarbij kan de Foodini met allerlei soorten ingrediënten worden gevuld, zodat je niet alleen zoete dingen kunt bereiden, maar ook hartige producten kunt ontwerpen. De nadelen: je kunt maximaal vijf flesjes met ingrediënten in de machine doen en bakken of koken kan de machine niet. Je zult dus alsnog zelf je geprinte producten moeten afbakken, frituren, koken of invriezen.

Een écht versgebakken pizza voor de late trek maak je zonder moeite met de Foodini.

Zie jij die Foodini wel zitten voor in je keuken? Hij komt dit jaar op de markt!

6. De Amerikaanse Cornucopia
De Amerikaanse Cornucopia is een idee van Marcelo Coelho, een kunstenaar én rekenkundig designer. De Cornucopia is dan ook geen écht product, maar wel een innovatief ontworpen apparaat, dat daadwerkelijk kan worden geproduceerd. In 2009 zijn er prototypes gemaakt, maar of de echte Cornucopia thuis op het aanrecht kan komen te staan, moeten we nog afwachten. De Cornucopia is eigenlijk meer een computer dan een apparaat en omdat het nog niet écht bestaat, kon de ontwerper al zijn ideeën erin kwijt. Zo is de Cornucopia in staat om direct ingrediënten te bestellen als deze op zijn. Is het ingrediënt nog niet binnen? Dan zoekt de machine naar andere ingrediënten die het ene kunnen vervangen. Ook kun je de Cornucopia jouw smaken, allergieën en andere voorkeuren doorgeven. Het is immers een computer en die kan alles onthouden en alle informatie koppelen en toepassen.
De Cornucopia is een machine die echt als een computer te werk gaat. Koken is immers ook een verzameling van chemische processen. Voedsel wordt bijvoorbeeld verhit, waardoor de moleculen veranderen. Het voedsel krijgt hierdoor een andere smaak, een andere bite en vaak worden voedingsstoffen beter opneembaar. Doordat de Cornucopia zo goed kan rekenen, weet deze precies hoe deze eten efficiënt moet bereiden. Naast de bekende smaken, texturen, geuren en vormen kan de slimme Cornucopia nieuwe producten ‘bedenken’ en maken. De gebruiker kan bovendien alles van tevoren proeven, en als het bevalt het recept opslaan. De robotische chef ‘in het apparaat’ kan voedsel tot in details ‘screenen’ en daarna perfect bereiden. Cornucopia schroeit bijvoorbeeld een biefstuk met een laser perfect dicht, doordat de computer rekening houdt met elke millimeter van de biefstuk, waar het vlees dikker, dunner of vetter kan zijn. Het is dus niet alleen een kwestie van gemak in de keuken, maar ook een uitbreiding van de gastronomische keuken, die we nu kennen. De Cornucopia is naast 3D-voedselprinter eigenlijk meer een robotchef met handige robotarmpjes die perfectie van producten en gerechten nastreeft.

Wist je dat…

…de ontwikkeling van een printer die gekweekt vlees print ook al in de maak is?

Thuis complete sterrenmaaltijden printen
De Cornucopia bestaat niet echt, maar de andere 3D printers wel en deze zijn ook werkelijk te koop. Het zal niet lang meer duren tot jij thuis je eigen taarten, algenbiefstuk en gezonde, krokant gebakken frieten van groenten kunt printen. De Nederlandse voedselprinters van TNO worden nog steeds door ontwikkeld en het is de bedoeling dat we straks in de toekomst zelf vanuit huis sterrenmaaltijden op tafel kunnen toveren. Van Bommel denkt overigens wel dat we dan nog gewoon zelf zullen blijven koken en bakken. “Mijn grootste hobby is bakken en koken. Ik zie de printer(s) als toevoeging. We eten ook niet alles uit de magnetron sinds we die hebben. De printers zullen tegen die tijd meer worden ingezet op specifieke taken en op specifieke plaatsen.”

Een sterrenmaaltijd die uit de printer rolt. Afbeelding: TNO.

Een sterrenmaaltijd die uit de printer rolt. Afbeelding: TNO.

De toekomst met TNO

Krijg je eters op bezoek? Dan hoef je niet meer te vrezen dat je de maaltijd laat aanbranden of uitschiet met het zoutvaatje. De voedselprinters van TNO kun je vooraf instellen. Je geeft aan hoeveel calorieën een maaltijd mag bevatten, uit hoeveel vet, eiwitten en koolhydraten de maaltijd bestaat, en welke vitaminen en mineralen je eraan toe wilt voegen om deze nog gezonder te maken. Verder kun je nog kiezen hoe krokant of groot je wilt dat de geprinte producten zijn.

Voor de Star Trek Food Replicator te koop is
We zijn dus aardig op weg naar de Star Trek Food Replicator, maar voor het zover is, moeten we nog een aantal problemen zien op te lossen. Zo moeten de voedselprinters nog werken aan hun snelheid. Vijf minuten doen over één snoepje printen, is namelijk niet zo efficiënt. Als de grote-maaltijden-printers er net zolang over doen, kun je jouw gasten thuis nog niet tegelijk die sterrenmaaltijd voorschotelen. “Onze pasta-printer printte initieel één stukje per vijftien minuten. Nu is dat acht stuks in iets minder dan twee minuten, maar om het bijvoorbeeld voor een restaurant interessant te maken, willen we naar één bord pasta in circa twee minuten gaan. Dan wordt het aantrekkelijk,” zegt Van Bommel.

Ook is het nog een moeilijk karwei om meerdere voedingsmiddelen en stoffen met elkaar te mengen. Tot nu toe is het meeste vloeibaar, omdat het anders niet geprint kan worden. Maar, als je een stukje vlees wilt eten of een maaltijd met gebakken aardappeltjes wilt, verwacht je wel een bepaalde ‘bite’ als je jouw tanden in het eten zet. De structuur van voedsel is toch wel een belangrijk issue als het om smaakvol eten gaat. Daar moeten TNO en de andere ontwikkelaars nog hard aan werken!