Máy in 3D và chế biến thịt gà bằng laser

Các kỹ sư ở Đại học Columbia tìm ra in 3D và nấu từng lớp thịt gà nghiền theo nghiên cứu công bố trên tạp chí npj Science of Food.

Đồng tác giả nghiên cứu Hob Lipson điều hành phòng thí nghiệm Creative Machines ở Đại học Columbia tại New York. Lipson và cộng sự lần đầu tiên in 3D thực phẩm năm 2007, sử dụng hệ thống máy in để tạo ra những đồ vật 3D đa vật liệu có thể ăn được với kem trang trí bánh, socola, phô mai chế biến và bơ đậu phộng. Tuy nhiên, khi đó hệ thống chưa có nhiều ứng dụng thương mại có thể in tức thời và chế biến nhiều lớp thức ăn. Các nhà khoa học đã tiến hành một số nghiên cứu về cách nấu thức ăn bằng laser. Lipson và cộng sự cho rằng đây có thể là lĩnh vực hứa hẹn để khám phá sâu hơn.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy dù máy in có thể sản xuất nguyên liệu chuẩn xác đến từng milimet, chưa có phương pháp đun nóng nào với độ chính xác tương tự. Họ sử dụng một máy laser diode xanh (5-10 W) làm nguồn đun nóng chủ yếu, đồng thời thí nghiệm với laser cận hồng ngoại để so sánh cùng lò nướng thông thường.

Các nhà nghiên cứu mua ức gà tươi từ một cửa hàng địa phương, sau đó nghiền trong máy xử lý thức ăn để có hỗn hợp nhuyễn đồng nhất. Họ lọc hết gân và cấp đông mẫu vật trước khi đóng gói lại trong các trụ xylanh in 3D. Bộ phận nấu ăn sử dụng laser diode công suất cao cùng nhiều điện kế phụ (thiết bị phát hiện dòng điện bằng cách làm chệch chùm ánh sáng), cơ cấu tùy chỉnh in 3D, tấm chắn laser, khay tháo lắp được để nấu gà in 3D.

Trong quá trình nấu bằng laser, ban đầu nhóm nghiên cứu đặt laser diode ở cơ cấu tùy chỉnh in 3D, nhưng cuối thí nghiệm, họ chuyển sang bố trí máy laser nằm dọc đầu cơ cấu nhô ra. Cách bố trí này cho phép in và nấu nguyên liệu trong cùng cỗ máy. Họ cũng thí nghiệm nấu thịt gà in 3D sau khi gói kín trong bao bì nylon.

Kết quả là thịt gà nấu bằng laser giữ được độ ẩm nhiều gấp hai lần so với thịt gà nấu theo cách thông thường. Thịt gà co lại một nửa nhưng vẫn giữ được hương vị tương tự thịt gà chế biến kiểu truyền thống. Nhưng các loại laser khác nhau cho kết quả khác nhau. Laser diode xanh rất lý tưởng để nấu chín thịt gà từ dưới bên trong còn laser hồng ngoại nướng thịt gà chín vàng tốt hơn. Đối với thịt gà trong bao bì nylon, laser diode xanh chỉ làm miếng thịt hơi rám, còn laser cận hồng ngoại nướng thịt gà đóng gói hiệu quả hơn. Nhóm nghiên cứu có thể nướng bề mặt thịt gà đóng gói theo vệt tương tự nướng bằng vỉ.

Thịt gà nấu bằng laser giữ được độ ẩm nhiều gấp hai lần so với thịt gà nấu theo cách thông thường.

Theo các nhà nghiên cứu, độ chính xác tới từng milimet cho phép in và nấu miếng thịt với độ chính từ tái tới chính kỹ theo hoa văn hình ren, hình ô cờ hoặc tùy ý. Hơi nóng từ máy laser cũng có thể nấu và nướng thức ăn trong bao bì đóng gói, giúp tăng đáng kể hạn sử dụng bằng cách giảm mức độ nhiễm khuẩn.

Để đảm bảo thịt gà in 3D vẫn phù hợp khẩu vị của thực khách, nhóm nghiên cứu phục vụ cả thịt gà in 3D nấu bằng laser và thịt gà nấu kiểu thường cho hai tình nguyện viên. Cả hai người đều thích thịt gà nấu bằng laser hơn thịt gà nấu kiểu thường chủ yếu do mẫu vật đỡ khô và dai hơn, đồng thời có kết cấu vừa miệng hơn.

Nhóm nghiên cứu tin chắc phương pháp có thể ứng dụng với nhiều loại thức ăn, bao gồm thịt từ các loại động vật khác và ngũ cốc. Trong tương lai, họ sẽ tìm cách sử dụng nhiều bước sóng laser để nấu cùng lúc từ cả bên ngoài và bên trong. Họ cũng sẽ tìm hiểu cách giảm nhiễm khuẩn chéo giữa các lớp in tươi và nấu chín, đồng thời phát triển phần mềm cho phép người sử dụng tạo ra bữa ăn in 3D của riêng họ.