Design af det perfekte stykke chokolade

Vi kan lide nogle fødevarer og kan ikke lide andre. Selvfølgelig er måden maden smager på vigtig, men mundfornemmelsen og selv den lyd, som maden giver, når vi bider den, afgør også, om vi nyder spiseoplevelsen. Er det muligt at designe spiselige materialer, der optimerer denne nydelse? Fysikere og fødevareforskere viser, at det faktisk er det.

I forskning, der blev offentliggjort i Soft Matter i denne uge demonstrerer forskere fra University of Amsterdam, Delft University og Unilever, at mundfølelsen af ​​et spiseligt stof kan designes, ligesom egenskaber af mange andre materialer kan. Det vil sige:de skaber metamaterialer, materialer, der ikke findes i naturen, men som er omhyggeligt konstrueret i laboratoriet. Deres valgte byggemateriale er ikke træ, beton eller glas – de bygger deres materialer af chokolade.

Design af mundfornemmelse

Som både professionelle bagere og amatørbagere godt ved, er chokolade ikke et let materiale at arbejde med. Blot at varme det op og køle det ned kan gøre blød chokolade til meget mere skør tempereret chokolade, eller omvendt. Derfor var den første udfordring for forskerne at få styr på deres byggemateriale. Det gjorde de ved meget forsigtigt at varme det op, tilføje noget kold chokolade, køle det ned igen... og derefter sætte det i en 3D-printer. Dette gjorde det muligt for dem at udskrive stort set alle former for chokolademateriale, de ønskede, samtidig med at de garanterede, at grundmaterialet altid havde de samme egenskaber.

Den første form af spiseligt materiale, som forskerne eksperimenterede med, var en S-formet chokolade med mange drejninger, som i figuren ovenfor. Målet var at teste, hvordan dette materiale ville gå i stykker, og hvordan det brud ville blive oplevet i munden. Ikke overraskende afhang brudegenskaberne stærkt af retningen af ​​"bid". Når chokoladen blev presset fra oven, opstod der mange forskellige revner efter hinanden, men ved tryk i retningen vinkelret på billedet opstod der normalt kun en enkelt revne. Dette blev testet mekanisk, som på billedet ovenfor til venstre, men også ved at fodre chokoladerne til et panel på 10 - meget villige - testpersoner. Både de mekaniske test og testpanelet bekræftede desuden, at bidslenheden var bedre i retningen vist på billedet.

Jo flere revner, jo bedre

De fleste nyder oplevelsen af, at maden krakelerer ned i munden – jo flere revner, jo bedre. Efter at have vist, at en sådan oplevelse kan designes, har forskerne nu prøvet nogle forskellige strukturer og søgt efter en struktur, hvor antallet af revner kan "programmeres" ind i materialet.

Det viste sig, at spiralformede chokolademetamaterialer som dem, der er vist ovenfor, har ret interessante og justerbare egenskaber. Ikke alene styrer antallet af viklinger direkte antallet af revner, når materialet presses mekanisk; testpanelet kunne også tydeligt skelne mellem færre og flere revner, når de spiste chokoladerne. Desuden viste lydoptagelser, at lyden fra chokoladen, når den bliver bidt, afspejler antallet af revner, hvilket bidrager til en fornøjelig spiseoplevelse.

Det perfekte stykke chokolade

Det sidste spørgsmål var selvfølgelig:er det at designe en fornøjelig spiseoplevelse et spørgsmål om at prøve og fejle, eller kan lækre spiselige materialer rent faktisk designes og finjusteres, før de laves? Forskerne fandt ud af, at de med en velvalgt matematisk model faktisk kan optimere visse former for chokolade med hensyn til for eksempel deres modstand mod brud, når de bides fra bestemte retninger.

Designet af spiselige metamaterialer var ikke blevet undersøgt før. Den nye forskning åbner døren til måder at designe fødevarer, der er behagelige at spise - og mere generelt til at designe materialer, der optimerer interaktionen mellem mennesker og materie. + Udforsk yderligere

Mørk chokolade kan gøre dit hjerte godt denne valentinsdag