Wissenschaftler des INRAE haben einen künstlichen Mund entwickelt, um die Zersetzung von weichen Lebensmitteln zu reproduzieren und besser zu verstehen.
Die Vorrichtung basiert auf anatomischen Daten, die an der Fujita Health University gemessen wurden, und beinhaltet eine Zunge aus Silikon, die durch Druckluft kontrahieren kann, um die Bewegungen des menschlichen Organs nachzuahmen. Ergebnisse wurden am 15. Oktober in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
Mit einer wachsenden Weltbevölkerung und einer alternden Demografie ist es für die Lebensmittelindustrie eine Herausforderung, innovative Produkte zu entwickeln, die den Bedürfnissen von Menschen mit altersbedingten Erkrankungen wie Sarkopenie oder Problemen mit dem Speichelfluss und Schlucken gerecht werden.
Um die Mechanismen zu verstehen, die bei der Zersetzung von Lebensmitteln im Mund ablaufen, und um Produkte zu entwickeln, die spezifischen Bedürfnissen verschiedener Bevölkerungsgruppen entsprechen, gibt es In-vitro-Modelle. Diese reproduzieren jedoch nicht immer genau die Anatomie des Mundes und die Bewegungen der Zunge.
In diesem Zusammenhang haben Wissenschaftler des INRAE in Zusammenarbeit mit ihren japanischen Kollegen von der Fujita Health University den ersten künstlichen Mund entwickelt, der eine programmierbare Zunge umfasst, um die im Körper beobachteten Kontraktionen und Bewegungen zu simulieren.
Die Zunge besteht aus einem speziell entwickelten Silikon, das die Elastizität, Benetzbarkeit und Rauhigkeit der menschlichen Zunge nachahmt. Sie enthält drei Hohlräume, die sich durch Druckluft aufblasen und entleeren lassen, um die bei Ultraschallmessungen im menschlichen Körper ermittelten Bewegungen präzise nachzuahmen.
3D-Modellierung der In-vitro-Vorrichtung: Die Zunge bewegt sich dank drei aufblasbarer und entleerbarer Hohlräume / INRAE - Alejandro Avila-Sierra
Diese hochmoderne Technologie wurde mit drei handelsüblichen weichen Lebensmitteln getestet: einem Dessertcrème, einer Mousse au Chocolat und einem Schokoladenfondant. Die erzielten Ergebnisse in Bezug auf Festigkeit, adhäsive und kohäsive Eigenschaften sowie Viskositäten während des Scherprozesses zwischen Zunge und Gaumen ähneln den in-vivo-Daten, die gesammelt wurden.
Diese Vorrichtung bietet neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Dynamik der Lebensmittelzersetzung im Mund, und die Wissenschaftler arbeiten bereits an der Integration des Kauens in diese Technik.
Referenz:
Avila-Sierra A., Bugarin-Castillo Y., Glumac M. et al. (2024). A first-of-its-kind 3D biomimetic artificial mouth capable of reproducing the oral processing of soft foods.
Scientific Reports, DOI:
https://www.nature.com/articles/s41598-024-73629-9
Quelle: INRAE