È già possibile produrre cibo con una stampante 3D, potenzialmente fornire prodotti che soddisfano le preferenze dei consumatori in termini di gusto, struttura, costo, comodità e nutrizione. Nel futuro prossimo, sarà possibile produrre alimenti con forme personalizzate, trame, sapori e colori ritenuti attraenti e salutari per bambini e anziani, Per esempio.

Un gruppo di ricercatori del Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ-USP) dell'Università di San Paolo in Brasile, collaborando con i colleghi in Francia presso il Nantes Atlantic College of Veterinary Medicine, Scienze e ingegneria alimentare (Oniris) e l'Istituto nazionale per la ricerca sull'agricoltura, Alimentazione e Ambiente (INRAE), hanno fatto passi da gigante verso il raggiungimento di questo obiettivo. Stanno sviluppando idrogel a base di amido modificato da utilizzare come "inchiostro" nella stampa 3D di alimenti.

I recenti risultati del progetto, sostenuto da FAPESP (Fondazione di ricerca di San Paolo), sono pubblicati sulla rivista Ricerca alimentare internazionale . "Negli ultimi anni abbiamo sviluppato diverse tecnologie per modificare l'amido e ottenere gel con caratteristiche ideali da utilizzare come 'inchiostro' per produrre alimenti mediante stampa 3D, " Pedro Esteves Duarte Augusto, professore all'ESALQ-USP e ricercatore principale del progetto, ha detto ad Agência FAPESP.

I primi gel prodotti dai ricercatori erano a base di amido di manioca. Loro stessi hanno sviluppato il metodo utilizzato per modificare la struttura e le proprietà dell'amido con l'ozono durante un precedente progetto supportato anche da FAPESP.

Hanno prodotto ozono applicando una scarica elettrica all'ossigeno, fatto bollire il gas in un recipiente con una miscela di acqua e amido di manioca in sospensione, e asciugato il composto rimuovendo l'acqua. Il risultato è stato l'amido modificato.

Variando aspetti del processo come la concentrazione di ozono, temperatura, E tempo, sono stati in grado di ottenere gel con proprietà diverse in termini di giusta consistenza per l'uso nella stampa 3D.

"Il controllo delle condizioni ci ha permesso di ottenere gel più deboli per altre applicazioni e gel più solidi che sono ideali per la stampa 3D perché mantengono la forma della struttura stampata senza scorrere o perdere umidità, " disse Augusto.

Negli ultimi due anni, i ricercatori hanno sviluppato un altro metodo di modifica dell'amido. Ciò comporta il riscaldamento a secco della manioca e dell'amido di frumento in un forno controllando sia la temperatura che il tempo.

Utilizzando il nuovo metodo sono stati anche in grado di ottenere gel a base di amido modificato che hanno mostrato una stampabilità ottimale, definita come la capacità di realizzare un oggetto 3D mediante produzione additiva (deposizione strato per strato) e di mantenere la sua struttura una volta stampata. Il trattamento termico a secco ha anche ampliato le possibilità materiche dei campioni stampati a base di idrogel di amido di frumento.

"Abbiamo ottenuto buoni risultati con entrambi i metodi. Sono semplici, economico e facile da implementare su scala industriale, " disse Augusto.

Campioni di gel a base di manioca e amido di frumento sono stati stampati presso Oniris e INRAE ​​in Francia attraverso un progetto per lo sviluppo di gel funzionali a base di amido per la stampa 3D finanziato dall'agenzia di innovazione regionale Pays de la Loire nell'ambito di un programma chiamato Food 4 Tomorrow.

Attraverso la partnership con scienziati francesi, La ricercatrice ESALQ-USP Bianca Chieregato Maniglia ha condotto una ricerca post-dottorato presso Oniris e INRAE, applicando le tecniche di ozono e riscaldamento a secco per produrre gel a base di manioca modificata e amido di frumento per la stampa 3D di alimenti.

Le tecniche sono state sviluppate con la collaborazione di altri ricercatori del Process Engineering Research Group (Ge²P) di ESALQ-USP.

"L'esperienza combinata di tutti i ricercatori coinvolti nel progetto ci ha permesso di ottenere gel con una migliore stampabilità, con conseguente cibi con una forma migliore, definizione e consistenza, che sono parametri essenziali per l'accettabilità del prodotto, " Disse Maniglia.

Nuovi ingredienti

Il gruppo ESALQ-USP ora prevede di studiare altri metodi di modifica e fonti per la produzione di gel per la stampa di alimenti 3D. ESALQ-USP ha recentemente acquistato una stampante 3D, che utilizzeranno per produrre le strutture sviluppate con i nuovi gel.

I gel a base di manioca modificata e amido di frumento possono essere utilizzati per stampare altre cose oltre al cibo, come i prodotti biomedici, comprese le capsule dei farmaci e i nutraceutici, alimenti progettati non solo per nutrire ma anche per conferire benefici alla salute.

"Abbiamo dimostrato la fattibilità della produzione alimentare mediante la stampa 3D e la fabbricazione di ingredienti su misura. Ora abbiamo in programma di estendere le applicazioni e testare altre materie prime, " disse Augusto.