Labor-Nudeln die sich beim Kochen in Form bringen
Flach verpackte Nudeln sorgen für mehr Nachhaltigkeit bei Verpackung, Transport und Lagerung
Die Menschen lieben Pasta wegen ihrer Formen - von Penne und Rigatoni bis hin zu Fusilli und Rotini in Spiralform.
Carnegie Mellon University
Aber der Unterschied zwischen Farfalle und Conchiglie macht es auch schwierig, diese Nudeln zu verpacken, da große Tüten und Schachteln benötigt werden, um die ikonischen Formen der Nudeln auf der ganzen Welt unterzubringen.
Ein Forschungsteam unter der Leitung des Morphing Matter Lab an der Carnegie Mellon University entwickelt flache Nudeln, die sich beim Kochen in die bekannten Formen bringen lassen. Das Team drückt winzige Rillen in flachen Nudelteig - der nur aus Grießmehl und Wasser besteht - in Mustern ein, die bewirken, dass er sich beim Kochen in Röhren, Spiralen, Drehungen und Wellen verwandelt.
Die gemorphte Pasta sieht aus, fühlt sich an und - was am wichtigsten ist - schmeckt wie herkömmliche Pasta, eröffnet aber gleichzeitig neue Möglichkeiten für das Lebensmitteldesign und ermöglicht flach verpackte Pasta, die weniger Verpackung benötigt, Platz bei der Lagerung und beim Transport spart und möglicherweise den Zeit- und Energieaufwand beim Kochen reduziert.
"Wir haben uns von flach verpackten Möbeln inspirieren lassen und davon, wie sie Platz sparen, die Lagerung erleichtern und den mit dem Transport verbundenen CO2-Fußabdruck reduzieren", sagt Lining Yao, Direktor des Morphing Matter Lab im Human-Computer Interaction Institute an der School of Computer Science der CMU. "Wir beschlossen zu untersuchen, wie die Morphing-Matter-Technologie, die wir im Labor entwickelten, flach verpackte Nudeln herstellen könnte, die ähnliche Nachhaltigkeitsergebnisse bieten."
Das Team veröffentlichte sein Verständnis des Morphing-Mechanismus und der Designprinzipien in dem Artikel "Morphing Pasta and Beyond", der die Titelgeschichte der Mai-Ausgabe 2021 von Science Advances ist. Zu den Autoren gehören 17 Forscher von der CMU, der Syracuse University und der Zhejiang University aus den Bereichen Materialwissenschaft, Maschinenbau, computergestützte Fertigung und Design.
Die in die flachen Nudelblätter gestanzten Rillen erhöhen die Zeit, die das Wasser benötigt, um diesen Bereich der Pasta zu kochen. Durch sorgfältige Planung, wo und wie die Rillen platziert werden, können die Forscher steuern, welche Form die Pasta beim Kochen annimmt.
"Die Seite mit den Rillen dehnt sich weniger aus als die glatte Seite, was dazu führt, dass die Pasta eine andere Form annimmt", sagt Teng Zhang, ein Assistenzprofessor an der Syracuse University, der die Modellierungsanalyse in diesem Projekt leitete.
Rillen können verwendet werden, um die gemorphte Form eines jeden quellfähigen Materials zu kontrollieren. Das Team hat gezeigt, dass es Siliziumplatten mit der gleichen Rillentechnik morphen kann.
"Dies könnte potenziell in der Soft-Robotik und in biomedizinischen Geräten eingesetzt werden", sagte Wen Wang, ein ehemaliger Forscher des Morphing Matter Labs.
Das in Lebensmittelverpackungen verwendete Plastikmaterial trägt in hohem Maße zu den weltweiten Mülldeponien bei, und die Verpackungen verschmutzen die Weltmeere. Die Entwicklung effektiver Lebensmittelverpackungen ist entscheidend für die Reduzierung von Abfall und die Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft. Flach verpackte Nudeln würden den Verpackungsaufwand reduzieren und gleichzeitig Platz beim Transport und der Lagerung sparen.
Das Team stellte sich auch vor, dass ihre flach verpackten Nudeln den Kohlenstoff-Fußabdruck des Kochens verringern könnten. In Italien stammen etwa 1 % der Treibhausgasemissionen aus dem Kochen von Nudeln. Flache Nudeln können schneller kochen als röhrenförmige Nudeln, was möglicherweise die Emissionen während des Kochvorgangs reduzieren könnte.
Ye Tao, eine ehemalige Gastwissenschaftlerin am Morphing Matter Lab und Hauptautorin der Studie, testete die flachen Nudeln in der freien Natur, indem sie sie für einen Wanderausflug einpackte. Die Nudeln nahmen weniger Platz in ihrer Tasche ein, brachen beim Wandern nicht und kochten erfolgreich auf einem tragbaren Campingkocher.
"Die gemorphten Nudeln ahmten das Mundgefühl, den Geschmack und das Aussehen traditioneller Nudeln nach", sagte sie.
Herkömmliche Nudeln verändern sich bereits beim Kochen, indem sie sich ausdehnen und weicher werden, wenn sie gekocht werden. Das Team machte sich diese natürlichen Eigenschaften zu Nutze, um sein flach verpacktes Produkt zu kreieren.
Die Morphing-Pasta basiert auf jahrelanger Forschung von Yao und dem Morphing Matter Lab zu Morphing-Mechanismen und Anwendungen mit verschiedenen Materialien, von Plastik und Gummi bis hin zu Stoffen und Lebensmitteln.
Die Forschung wurde von der U.S. National Science Foundation, der CMU Manufacturing Futures Initiative und der National Natural Science Foundation of China finanziert.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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