Angesichts der Tatsache, dass etwa 90 % der weltweiten Fischressourcen die Grenze der nachhaltigen Fischerei erreicht haben, wächst der Bedarf an Alternativen zu konventionellem Fisch. Zusätzlich tragen intensive Aquakulturen und Fischzucht zur Umweltverschmutzung bei. Um sowohl die Produktionsengpässe als auch die ökologischen Schäden zu reduzieren, wurden pflanzenbasierte Fischersatzprodukte entwickelt.
Ein Forschungsteam aus China veröffentlichte kürzlich in der Fachzeitschrift Food Physics unter dem Titel „Simulated construction of plant-based fish meat with composite structure via dual-nozzle extrusion 3D printing“ eine Studie zur Herstellung von simuliertem Fischfleisch, das mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt wurde. Dabei konzentrierte sich die Gruppe auf pflanzenbasiertes Fleisch des Gelben Croakers.
Herstellung von pflanzenbasiertem Fischfleisch
Die Forscher entwickelten ein Modell, das auf 3D-Scans des echten Gelben Croakers basierte. „Auf Grundlage von Mikro-CT-Scandaten haben wir ein hochsimuliertes Modell für den 3D-Druck des Croakers mit einer Muskelfett-Struktur in drei Abschnitten (Rücken, Bauchteil und Schwanz) erstellt“, erläuterte der leitende Forscher Enbo Xu. Für die Herstellung nutzten sie Sojaprotein-Isolat, Xanthan-Gummi und Stärke als Tinten für das simulierte Muskelgewebe sowie eine Nanostärke-Carrageen-Gel-Emulsion für das Fettgewebe.
Nach dem Druckprozess wurden die simulierten Fischprodukte einer Reihe von Behandlungen unterzogen, unter anderem der Färbung mit Jodlösung, um die Verteilung von Fett und Muskel zu erkennen. Dennoch stellte die exakte Abstimmung der Parameter für den Multi-Düsen-3D-Druck eine Herausforderung dar.
Optimierung des Druckprozesses
Das Team optimierte den Druckprozess, indem es manuell die Ausrichtung der Düsen, die Schichthöhe, die Druckgeschwindigkeit und weitere Parameter anpasste. „Wir haben den Prozess durch manuelle Kalibrierung und Kontrolle von Parametern wie Fülldichte, Druckgeschwindigkeit und Luftdruck optimiert“, erklärte Jie Li, Hauptautor der Studie. Das Endprodukt, ein pflanzenbasierter Fisch mit über 90 % Druckgenauigkeit, wurde erfolgreich hergestellt.
Anschließend verglichen die Forscher die Textur, Feuchtigkeitsverteilung und Nährstoffgehalte des gedruckten Fischfleisches mit echtem Fisch. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Textur und Nährstoffverteilung des pflanzenbasierten Produkts denen des echten Gelben Croakers sehr ähnlich sind.
Das Verfahren bietet eine potenzielle Alternative zur konventionellen Fischproduktion, die sowohl ökologische als auch ethische Vorteile mit sich bringen könnte. Der 3D-Druck könnte somit in Zukunft eine Rolle bei der nachhaltigen Produktion von Fischersatzprodukten spielen. Über die weiteren Entwicklungen zu diesem Thema berichten wir im 3D-grenzenlos Magazin Newsletter (hier abonnieren).
