Pizza auf dem Mars, Hühnchen, das den optimalen Proteingehalt für Sportler oder Schwangere enthält, Mahlzeiten aus pulverisierten Insekten oder Gras, die den Welthunger stillen sollen. All das könnte einmal aus dem 3D-Drucker kommen. Es gibt kaum eine kulinarische Extravaganz, die Forscher auslassen, wenn sie von den Chancen des Food-Printings schwärmen. Manches davon ist tatsächlich auf dem Weg.

Jüngst erregte ein US-Unternehmen mit dem 3D-Druck einer Pizza Aufmerksamkeit. Die Nasa hatte der Firma Systems and Materials Research Corporation (SMRC) den Auftrag erteilt, einen Drucker für Lebensmittel zu entwickeln. Das Gerät könnte Astronauten auf jahrelange Missionen begleiten. Der Pizza-Drucker druckt derzeit den fertigen Teig , der von einer Wärmeplatte gebacken wird. Danach kommen Ketchup und Käse darauf. „Für eine Reise zu anderen Planeten müssen Lebensmittel aber mindestens 15 Jahre halten“, sagt Chefingenieur Anjan Contractor. Die Firma entwickelt deshalb Nahrungsmittelpulver, das von Wasser befreit ist. Es soll sogar 30 Jahre haltbar sein. Die Pizza könnte später einmal aus dem Pulver, Öl und Wasser zusammengesetzt sein. Derzeit verarbeitet der Drucker aber noch kein Pulver.

Ein Essensprinter trägt Schicht für Schicht verschiedene Zutaten auf und kann so ein fast beliebig geformtes Nahrungsmittel herstellen, Dabei produziert er keine Abfälle. Der sparsame Umgang mit Rohstoffen ist ein generelles Merkmal von 3D-Druckern. Beim Hobeln, Zerspanen oder anderen Verfahren, die die Form des Werkstückes aus einem unförmigen Rohling herausschälen, fallen Späne. Anders beim 3D-Druck: Schichtweise wird solange Material hinzugefügt, bis das Werkstück die gewünschte Form hat. Fachleute nennen das additives Fertigungsverfahren. Die Sparsamkeit dieser Methode führt Contractor zu seiner Vision von einer Zukunft, in der der Hunger von 12 Milliarden Menschen gestillt werden könnte. In jeder Küche, so seine Vorstellung, wird ein Essensdrucker stehen, für den man Patronen kauft, wie heute für den Tintenstrahldrucker. Diese enthalten Proteine, Kohlenhydrate oder andere Nährstoffe in Pulverform. Beim Drucken werden sie mit Öl oder Wasser gemischt, sodass alle möglichen Arten von Mahlzeiten entstehen. Weil die pulverisierten Lebensmittel jahrzehntelang halten und genau nach Bedarf ausgedruckt werden können, müsse man dann kaum noch Nahrungsmittel wegwerfen, ist Contractor überzeugt.

„Wir werden mit 3D-Druckern keinesfalls die Ernährungsprobleme der Welt lösen“, sagt dagegen Kjeld van Bommel von der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO). Doch auch er hat eine kühne Vision vom Lebensmittel-Druck: personalisiertes Essen. „Pürierte Karotten lassen sich schließlich wieder in der Form von Karotten ausdrucken“, sagt van Bommel.

Das klingt auf den ersten Blick überflüssig, ist es aber nicht. Denn beim Wieder-in-die-Form-Bringen lassen sich die pürierten Lebensmittel an die individuellen Bedürfnisse der Esser anpassen: die Größe, die Festigkeit, der Kaloriengehalt, der Zusatz an Vitaminen oder Omega-3-Fetten werden den Bedürfnissen angepasst: Für Senioren wenig Kohlenhydrate und viel Kalzium, für Sportler wenig Fett und massig Proteine. Lieferanten für diese Nahrungsbestandteile könnten dabei Algen, Insekten, Samen, Gras oder Rübenblätter sein.

Ganz neue Möglichkeiten und Märkte

Das EU-Projekt Performance, an dem neben TNO auch Firmen und Hochschulen beteiligt sind, arbeitet an speziellen Mahlzeiten für Menschen mit Kau- und Schluckbeschwerden. Ältere, gelähmte oder krebskranke Menschen erhalten häufig püriertes Essen, zum Beispiel Fleisch- oder Karottenbrei. „Die pürierte Kost führt den Patienten täglich ihren Zustand, ihr Alter oder ihre Krankheit wie ein Spiegel vor“, sagt Projektkoordinator Matthias Kück von der Bremerhavener Firma biozoon.

Die Forscher entwickeln deshalb Zutaten, 3D-Druck- und Logistikverfahren, die es Herstellern erlauben, Mahlzeiten patientengerecht auszudrucken und an Altenheime oder Krankenhäuser zu verteilen. Ein Patient erhält dann ein genau auf ihn abgestimmtes Essen, etwa ein Hähnchenbein, das eine exakt abgemessene Fettmenge enthält, dessen Größe dem Appetit des Patienten entspricht und weder zu hart noch zu weich in der Konsistenz ist. Ein Prototyp des Druckers läuft bereits. Biozoon hat dafür eigens ein Geliermittel entwickelt. Am Ziel sind die Forscher indes noch nicht. Der Druckprozess läuft noch nicht optimal. „Die Schicht, die gerade gedruckt wird, muss sich mit der darunterliegenden verbinden. Die untere Schicht darf also noch nicht zu stark geliert sein, gleichzeitig aber muss sie stark genug sein, dass sie nicht zerläuft“, sagt Kück.

Neben dem Funktionellen haben die Entwickler auch die Ästhetik im Blick. „Mit 3D-Druckern lassen sich quasi beliebige Formen verwirklichen“, sagt van Bommel. Das eröffne den Designern von Lebensmitteln ganz neue Möglichkeiten und Märkte. Eine Methode, um Schokolade und Pralinen in Form zu bringen, gibt es bereits. Damit lassen sich etwa süße Weltkugeln aus einer Creme mit Getreide und Whisky drucken. Die Silhouetten der Kontinente sind detailgenau.

Für einen italienischen Nudelhersteller hat TNO ein Verfahren zum Drucken von Pasta entwickelt. Dem sowieso schon großen Formenreichtum von Nudeln sind damit keine Grenzen gesetzt. Auch das Ausdrucken von Brot oder Keksen wird erprobt. Die Struktur soll sich über die Technik steuern lassen. So kann etwa die Porengröße von Brot genau austariert werden. „Das wirkt sich auf den Geschmack und das Mundgefühl aus“, sagt van Bommel. Dadurch könne auch die Haltbarkeit von Gebäck verlängert werden. Schimmelpilze können sich in den Poren nicht so schnell einnisten.

Auf viel Interesse stößt auch der Ersatz von Fleisch durch das 3D-Drucken von Muskel-, Fett- und Bindegewebezellen auf eine Unterlage. Der US-Forscher Gabor Forgacs von der University of Missouri nutzt für dieses Ansinnen einen modifizierten Tintenstrahldrucker. Wenn er Erfolg hat, muss man sich in einigen Jahren für der Zubereitung eines Schnitzels womöglich nicht mehr aus dem Büro bewegen.