Der 3D-Druck oder die additive Fertigung ist eine Art der computergesteuerten Produktion, bei der dreidimensionale Objekte durch das Zusammenfügen von Materialschichten unter Verwendung einer digitalen Datei als Blaupause entstehen. Diese innovative Fertigungsmethode kann zur Herstellung verschiedener Werkzeuge, Komponenten und Objekte verwendet werden, die normalerweise durch menschliche Arbeit oder Zusammenbau entstehen. In jüngster Zeit wird die 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Lebensmitteln und lebensmittelbezogenen Produkten wie Tassen, Bechern, Behältern und anderen Utensilien eingesetzt.
Der 3D-Druck unterscheidet sich von der robotergestützten Lebensmittelherstellung sowohl durch die Verwendung von Ausgangskomponenten als auch durch die dafür erforderliche Technologie. Das Verfahren hat das Potenzial, die Lebensmittelherstellung zu revolutionieren, da es unendliche Möglichkeiten zur Anpassung von Form, Farbe, Geschmack, Textur und Nährwert bietet (Lipton 198). Beim 3D-Druck kommen in der Regel drei Arten von Materialien zum Einsatz: von Natur aus druckbare Materialien, nicht druckbare herkömmliche Lebensmittelmaterialien und alternative Zutaten. Sun et al. berichten über zwei Arten von Rezepten, die im 3D-Lebensmitteldruck verwendet werden, darunter elementbasierte Rezepte und traditionelle Rezepte (“An Overview of 3D Printing Technologies for Food Fabrication” 1606). Erstere werden in der Regel für die Herstellung einfacher Lebensmittel und Komponenten verwendet, während letztere in der kombinierten Küche zum Einsatz kommen, bei der sowohl natürliche als auch gedruckte Zutaten verwendet werden.
Die Herstellung von 3D-gedruckten Lebensmitteln hat massive Auswirkungen auf den Lebensmittelaktivismus und die Lösung des Welthungers. Die Produktion von nahrhaften Lebensmitteln in großen Mengen sowie von fleischähnlichen Substanzen kann die Abhängigkeit der Menschheit von der Tierhaltung verringern und zu einer ethisch vertretbaren Ernährung führen (Liu 87). Außerdem könnten verarmte Länder, die von Dürre, Klimakatastrophen und Kriegen bedroht sind, die heimische Nahrungsmittelproduktion erleichtern. Und schließlich besteht das Potenzial, die Lebensmittel für die Mehrheit der Menschen weltweit erheblich zu rationalisieren und zu verbilligen, so dass Waren und Materialien für andere Tätigkeiten frei werden (Liu 89).
Die Herstellung von Lebensmitteln und lebensmittelähnlichen Produkten ist jedoch auch mit erheblichen administrativen und gesundheitlichen Risiken verbunden. Aufgrund der relativen Neuartigkeit der Technologie sind die langfristigen Auswirkungen von 3D-gedruckten Lebensmitteln auf den Menschen noch nicht ausreichend untersucht. Zu den Hauptbedenken gehört die Verwendung gefährlicher Stoffe und Materialien in der Maschine und ihren Komponenten, die Lebensmittel kontaminieren können (Sun et al., “3D Food Printing – An Innovative Way of Mass Customization in Food Fabrication” 29). Dazu gehören ultrafeine Partikel und flüchtige organische Verbindungen, die für Hersteller und Verbraucher gleichermaßen gefährlich sein könnten. Costa et al. berichten, dass Mikropartikel mit einem erhöhten Asthma- und Lungenkrebsrisiko in Verbindung gebracht werden, während flüchtige organische Verbindungen in Flammen aufgehen und Explosionen verursachen können, wenn ihre Konzentration kritisch genug ist (260). Diese Probleme könnten jedoch auch bei anderen Bio-Produkten, wie Mehl, auftreten.
Das Potenzial, Lebensmittel zu kontaminieren, kommt auf vielfältige Weise zum Ausdruck. Die erste und offensichtlichste Möglichkeit ist die Verwendung von unsicheren Komponenten. Viele 3D-Drucker haben Messingdüsen, die dazu führen können, dass Metallpartikel in Lebensmittel gelangen. Nur die Verwendung von für den ökologischen Landbau zugelassenen Materialien bei der Herstellung von 3D-Druckern würde die Sicherheit erhöhen. Das zweite Problem betrifft 3D-gedruckte Gefäße wie Teller, Tassen und andere Behälter. Die Oberfläche der meisten mit dieser Technologie hergestellten Strukturen ist rau und unpoliert, wodurch zahlreiche Mikrorisse entstehen, in denen sich Bakterien ansiedeln könnten. Diese Risse lassen sich bekanntlich nur schwer abwaschen und könnten zur Verbreitung gefährlicher Mikroorganismen und schließlich zu Lebensmittelvergiftungen führen. Die vorgeschlagene Forschung befasst sich mit der Frage des Wachstums von E. Coli-Bakterien in Rissen und Mikroporen in 3D-generierten Tassen, Tellern und anderen Lebensmittelbehältern über einen bestimmten Zeitraum.
Zitierte Werke
Costa, Michael Carlos, et al. “Risk Identification in Food Safety: Strategy and Outcomes of the EFSA Emerging Risks Exchange Network (EREN), 2010-2014”. Food Control, Bd. 73, 2917, S. 255-274.
Lipton, Jeffrey I. “Printable Food: The Technology and its Application in Human Health”. Current Opinion in Biotechnology, Bd. 44, 2017, S. 198-201.
Liu, Zhenbin, et al. “3D-Druck: Printing Precision and Application in Food Sector”. Trends in Food Science & Technology, Bd. 69, 2017, S. 83-94.
Sun, Jie, et al. “3D Food Printing – An Innovative Way of Mass Customization in Food Fabrication”. International Journal of Bioprinting, vol. 1, no. 1, 2015, pp. 27-38.
“An Overview of 3D Printing Technologies for Food Fabrication”. Food and Bioprocess Technology, Vol. 8, No. 9, 2015, S. 1605-1615.