Aus dem enable-Cluster: Essen aus dem Drucker
3D-gedruckte Lebensmittel zur Prävention von Mangelernährung

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Pürierte Kost erleichtert vor allem älteren Menschen mit Kau- und Schluckbeschwerden oftmals die Nahrungsaufnahme. Aufgrund des verringerten Nährstoffgehalts und der wenig ansprechenden Optik kann dies jedoch zu einer Mangelernährung führen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des [/i]enable[/i]-Clusters versuchen anhand eines personalisierten 3D-Drucks von Lebensmitteln, das Aussehen, aber auch die Inhaltsstoffe, pürierter Kost für die Betroffenen zu optimieren.

Kau‐ und Schluckbeschwerden sind bei älteren Menschen verbreitet und gelten als wesentliche Risikofaktoren für die Entstehung von Mangelernährung, da sie in direktem Zusammenhang mit einer verminderten Nahrungsmenge und ‐qualität stehen. Um eine ausreichende Nahrungsaufnahme betroffener Senioren zu gewährleisten, bieten Pflegeheime weiche und pürierte Kost an. Allerdings ist diese häufig nährstoffarm und optisch wenig attraktiv. Infolgedessen ist die Aufnahme von Energie und Nährstoffen betroffener Personen häufig niedrig und führt somit zu einer Mangelernährung, besonders wenn der Bedarf – beispielsweise aufgrund von zusätzlicher Gesundheitsbeeinträchtigung – erhöht ist. Obwohl nur zu gut bekannt ist, dass das Aussehen der Nahrung die Nahrungsaufnahme entscheidend beeinflusst, hat dieser Aspekt bisher sowohl in der Ernährungsforschung als auch in der Ernährungsversorgung für ältere Menschen kaum Beachtung gefunden.

Forschungsarbeiten zur personalisierten Ernährung

Um für die Zukunft eine derartige Mangelernährung zu verhindern, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Hochschule Weihenstephan Triesdorf (HSWT) und der Friedrich‐Alexander‐Universität Erlangen‐Nürnberg (FAU) mit den Pflegeheimen der Arche Noris gGmbH (Arche Noris) zusammen, um im Rahmen des aktuellen [/i]enable[/i]-Clusters nach geeigneten Problemlösungen zu suchen. Gelingen soll dies mit der Optimierung und Anwendung von personalisierten, nährstoffangereicherten und texturadaptierten Lebensmitteln. Dies bedeutet, dass pürierte (haschierte) Lebensmittel durch den Einsatz von Geliermitteln aus natürlichen Quellen mithilfe eines 3D-Druckers wieder in ihre ursprüngliche optische Form gebracht werden (siehe Abb.).
Wissenschaftlich begleitet werden die Forschungsarbeiten durch eine von der FAU geplanten klinischen Studie. Auf Basis der erzielten Ergebnisse soll im nächsten Schritt eine Automatisierung der Herstellung der personalisierten Ernährung mittels eines 3D Food Printing Systems realisiert werden.

Entwicklung und Durchführung

In den ersten 18 Monaten des Projekts hat die Hochschule Weihenstephan Rezepturen für gelierte Lebensmittel entwickelt, die mit Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten angereichert wurden und in den Pflegeeinrichtungen einfach und gelingsicher zubereitet werden können. Auf Basis der von der Universität Nürnberg erstellten Nährwertberechnungen konnten mit diesen Rezepturen für die betroffenen Bewohner der Arche-Pflegeheime speziell zugeschnittene Speisepläne entwickelt werden. Aufgrund des großen Einsatzes von Küche, Pflege und Heimleitung gelangen der Transfer und die logistische Umsetzung dieses innovativen neuen Ernährungskonzepts bei Arche Noris in weniger als zwei Wochen, sodass die Bewohnerinnen und Bewohner mit Kau- und Schluckstörungen mittlerweile genau auf ihre persönlichen Bedürfnisse zugeschnittene Mahlzeiten erhalten.

Im Rahmen der aktuell laufenden klinischen Studie der FAU soll nun ermittelt werden, welche Ansätze zu einer signifikanten Verbesserung des Ernährungsstatus dieser Gruppe von älteren Menschen beitragen können. Auf Basis der Ergebnisse soll dann von der HSWT die automatisierte Herstellung der personalisiert zugeschnittenen Mahlzeiten mittels 3D Food Printing entwickelt werden und ermöglichen, dass die Mangelernährung bei Menschen mit Kau- und Schluckstörungen zukünftig flächendeckend reduziert werden kann.

An den vorgestellten Arbeiten waren hauptsächlich beteiligt:
HSWT: M. Senger, K. Edenhofner, B. Sixt, M. Hainzinger und T. Lötzbeyer
FAU: A. Gietl und D. Volkert
Arche: H. Bühling, N. Dierckx, D. Cerlucci