Dizajniranje savršenog komadića čokolade
Neku hranu volimo, neku ne, no vrlo je važno kakav hrana ima okus, ali i osjećaj u ustima, pa čak i zvuk koji proizvodi kada je zagrizemo - sve to određuje hoćemo li uživati u iskustvu jela. Je li moguće dizajnirati jestive materijale koji optimiziraju ovaj užitak? Fizičari i istraživači hrane misle da je tako.
U istraživanju koje je objavljeno u časopisu Soft Matter, istraživači sa Sveučilišta u Amsterdamu, Sveučilišta Delft i Unilevera, pokazuju da se osjećaj u ustima jestive tvari može dizajnirati, baš kao što se mogu dizajnirati svojstva mnogih drugih materijala. Odnosno, stvaraju metamaterijale, materijale koji se ne nalaze u prirodi, ali koji se pažljivo konstruiraju u laboratoriju. Njihov građevinski materijal po izboru nije drvo, beton ili staklo – oni grade svoje materijale od čokolade.
Dizajniranje osjećaja u ustima
Kao što i profesionalni pekari i pekari amateri dobro znaju, čokolada nije lak materijal za rad. Jednostavnim zagrijavanjem i hlađenjem mekana čokolada može se pretvoriti u puno krhkiju čokoladu, ili obrnuto. Stoga je prvi izazov za istraživače bio staviti svoj građevinski materijal pod kontrolu. To su učinili tako što su ga vrlo pažljivo zagrijali, dodali hladnu čokoladu, ponovno ohladili i zatim stavili u 3D printer. To im je omogućilo tiskanje gotovo bilo kojeg oblika čokoladnog materijala koji su željeli, dok je jamčilo da osnovni materijal uvijek ima ista svojstva.
Prvi oblik jestivog materijala s kojim su znanstvenici eksperimentirali bila je čokolada u obliku slova S s mnogo zaokreta. Cilj je bio testirati kako će se ovaj materijal slomiti i kako će se to lomljenje doživjeti u ustima. Nije iznenađujuće da su svojstva lomljenja jako ovisila o smjeru grizenja. Kada se čokolada pritiskala odozgo, pojavilo se mnogo različitih pukotina jedna za drugom, ali kada se pritisne u okomitom smjeru, obično je nastala samo jedna pukotina. To je testirano mehanički, ali i hranjenjem čokolada panelu od 10 test osoba. I mehanička ispitivanja i testna ploča potvrdili su da je lakoća zagriza bila bolja u smjeru prikazanom na slici.
Što više pukotina, to bolje
Većina ljudi uživa u iskustvu hrane koja im pucketa u ustima – što više pukotina, to bolje. Pokazavši da se takvo iskustvo može osmisliti, istraživači su sada isprobali neke različite strukture, tražeći strukturu u kojoj se broj pukotina može programirati u materijal.
Pokazalo se da čokoladni metamaterijali u obliku spirale imaju prilično zanimljiva i prilagodljiva svojstva. Ne samo da broj namota izravno kontrolira broj pukotina kada se materijal preša mehanički; testna ploča također je mogla jasno razlikovati između manje i više pukotina pri jedenju čokolade. Štoviše, zvučni snimci su pokazali da zvuk koji čokolada ispušta kada se zagrize odražava broj pukotina, što doprinosi ugodnom iskustvu jela.
Savršen komad čokolade
Posljednje pitanje je, naravno, je li osmišljavanje ugodnog iskustva jedenja stvar pokušaja i pogrešaka, ili se lijepi jestivi materijali zapravo mogu dizajnirati i fino podesiti prije nego što ih se stvori? Istraživači su otkrili da s dobro odabranim matematičkim modelom doista mogu optimizirati određene oblike čokolade s obzirom na, primjerice, njihovu otpornost na lomljenje kada se grizu iz određenih smjerova.
Dizajn jestivih metamaterijala prije nije proučavan. Novo istraživanje otvara vrata načinima dizajniranja hrane koja je ugodna za jesti – i općenito, dizajnu materijala koji optimiziraju interakciju između ljudi i materije.
Izvor: EurekAlert!