Технології
Технології

Інженери зварили «равликів» із макаронів прямої форми

Американські вчені дослідили процес варіння макаронів та змогли перетворити прямі шматочки на різноманітні форми за допомогою спеціальних рисок на тісті. Візерунок визначає форму, у яку перетвориться виріб після приготування. Так усілякі гребінці, бантики та спіральки з’явиться можливість виготовляти та упаковувати у вигляді прямих шарів тіста, що за словами вчених, значно полегшить транспортування та зробить споживання більш екологічним. Детальніше про те, як вони готували макарони, дослідники повідомили у журналі Science Advances.

Carnegie Mellon University

Carnegie Mellon University

Що не так зі звичайними «равликами»?

Ми багато писали про шкоду пластику, зокрема у нас картки про джерела мікропластику та його вплив на природу «Що таке мікропластик?». Одним з основних джерел його забруднення є пластик, який використовується в харчовому пакуванні. Тому пошук більш ефективних стратегій пакування харчових продуктів має не менш важливе значення. Взяти до прикладу хоча б макарони. У культурі різноманітні їхні форми як-то, наприклад, равлики цінуються за текстуру та можливість готувати їх з різними соусами.

Однак мало що упаковані вони є більш крихкими, вироби неправильної форми і розміру може бути складно упакувати в коробку або пакет, а тому для них використовується більше пакування. Тому дослідники взялися за ідею виготовляти одразу макарони пласкої форми, які потім вже під час приготування можна буде перетворити на будь-яку іншу. За їхніми підрахунками, виготовлені таким чином, наприклад, звичні нам спіральки могли б заощадити до 60 відсотків пакування.

Як утворюються 3D-форми?

Взагалі ідея зміни форми виробів, зокрема двомірних на тривимірні, не нова. Вона використовується і в робототехніці, і в медицині. Поширеним підходом є використання гнучких покриттів, однак вони надто легко деформуються та погано протистоять руйнівному впливу зовнішнього середовища. Тому інженери часто звертаються до концепції оригамі, де одна жорстка деталь може приймати різні форми за допомогою складок. Детальніше про оригамі-роботів, які активно використовують техніку складання паперу, можна почитати у нашому матеріалі «Складні роботи. Що спільного між оригамі та робототехнікою?».

Втім, практично застосувати існуючі підходи до їжі складно, адже вона має безліч технічних обмежень як матеріал. Так, наприклад, італійське тісто для макаронів має бути приготовано тільки з манної крупи і води та при цьому вимагає безпечності і низької вартості виробництва. Тобто вченим потрібно було знайти підхід, який би міг працювати зі звичайним тістом та не потребувати дорогих виробничих потужностей. Тож інженери запропонували механізм, заснований на дифузії продукту під час його приготування. Вони вирішили змоделювати візерунок для прямокутних шматочків тіста, який би міг перетворити виріб, наприклад, на «равлик» при варінні в окропі. Тим паче, що подібні підходи вже використовуються для друку гідрогелем на 3D-принтері.

Змодельовані та експериментально отримані форми макарон до та після приготування. Carnegie Mellon University

Змодельовані та експериментально отримані форми макарон до та після приготування. Carnegie Mellon University

Як приготувати спіральки?

Щоб продемонструвати простоту своєї концепції, дослідники обрали італійський рецепт пасти з манного борошна і води. Вони розкатали тісто до товщини в 2 міліметри і проштампували його за допомогою харчових форм з кубоподібними канавками. Розміри канавок варіювалися від 0,5 до 2,5 міліметрів. Ці прості візерунки на тісті й визначають форму, яку макарони приймають при варінні, оскільки вони готуються довше, ніж незмінені частини. Причому своєї форми тісто досягло вже через 7-12 хвилин, а отже вченим вдалося приготувати пасту al dente. Однак, навіть і за тривалого часу кипіння - 2 години за температури 90 градусів Цельсію, кривина вигинів зменшилася лише на 20 відсотків.

Такі малюнки можна наносити за допомогою недорогих виробничих процесів, таких як штампування, формування або лиття. За словами вчених, такий метод можна застосувати й до інших гелеподібних харчових продуктів, адже більшість з них є гідрофільними і тому розширюються внаслідок гідратації під час приготування. В майбутньому інженери планують ускладнити свій метод більш складними малюнками, наприклад, двосторонніми або перехресними.