Ingenieros de alimentos en Brasil y Francia desarrollaron geles a base de almidón modificado para usar como “tinta” para fabricar alimentos y nuevos materiales mediante fabricación aditiva. Crédito:Bianca C. Maniglia/USP
Ingenieros de alimentos en Brasil y Francia desarrollaron geles basados en almidón modificado para usar como "tinta" para fabricar alimentos y nuevos materiales mediante fabricación aditiva.
Ya es posible producir alimentos con una impresora 3D, lo que podría generar productos que se adapten a las preferencias de los consumidores en cuanto a sabor, textura, costo, conveniencia y nutrición. En un futuro cercano, será posible producir alimentos con formas, texturas, sabores y colores personalizados que se consideren atractivos y saludables para niños y ancianos, por ejemplo.
Un grupo de investigadores de la Facultad de Agricultura Luiz de Queiroz de la Universidad de São Paulo (ESALQ-USP) en Brasil, en asociación con colegas en Francia en la Facultad de Medicina Veterinaria, Ciencias de los Alimentos e Ingeniería de Nantes Atlantic (Oniris) y el Instituto Nacional de Investigación de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (INRAE), han dado pasos hacia el logro de este objetivo. Están desarrollando hidrogeles a base de almidón modificado para su uso como “tinta” en la impresión 3D de alimentos.
Los resultados recientes del proyecto, apoyado por la FAPESP, se publican en la revista Food Research International .
“Desarrollamos en los últimos años diferentes tecnologías para modificar el almidón y obtener geles con características ideales para ser utilizados como 'tinta' para producir alimentos mediante impresión 3D”, Pedro Esteves Duarte Augusto, docente de la ESALQ-USP e investigador principal de la el proyecto, dijo a Agência FAPESP.
Los primeros geles producidos por los investigadores estaban basados en almidón de mandioca. Ellos mismos desarrollaron el método utilizado para modificar la estructura y las propiedades del almidón con ozono durante un proyecto anterior también apoyado por la FAPESP.
Produjeron ozono aplicando una descarga eléctrica al oxígeno, burbujearon el gas en un recipiente con una mezcla de agua y almidón de mandioca en suspensión y secaron la mezcla eliminando el agua. El resultado fue almidón modificado.
Al variar aspectos del proceso, como la concentración de ozono, la temperatura y el tiempo, pudieron obtener geles con diferentes propiedades en cuanto a la consistencia adecuada para su uso en la impresión 3D.
“El control de las condiciones nos permitió obtener geles más débiles para otras aplicaciones y geles más firmes que son ideales para la impresión 3D porque retienen la forma de la estructura impresa sin fluir ni perder humedad”, dijo Augusto.
En los últimos dos años, los investigadores han desarrollado otro método de modificación del almidón. Esto implica el calentamiento en seco de almidón de yuca y trigo en un horno mientras se controla tanto la temperatura como el tiempo.
Con el nuevo método, también pudieron obtener geles a base de almidón modificado que mostraban una capacidad de impresión óptima, definida como la capacidad de hacer un objeto 3D mediante fabricación aditiva (deposición capa por capa) y mantener su estructura una vez impreso. El tratamiento con calor seco también amplió las posibilidades texturales de las muestras impresas a base de hidrogeles de almidón de trigo.
“Obtuvimos buenos resultados con ambos métodos. Son simples, baratos y fáciles de implementar a escala industrial”, dijo Augusto.
Se imprimieron muestras de gel a base de almidón de mandioca y trigo en Oniris e INRAE en Francia a través de un proyecto para desarrollar geles funcionales a base de almidón para impresión 3D financiado por la agencia de innovación regional Pays de la Loire bajo un programa llamado "Food 4 tomorrow".
A través de la asociación con científicos franceses, la investigadora de la ESALQ-USP Bianca Chieregato Maniglia realizó una investigación posdoctoral en Oniris e INRAE, aplicando las técnicas de ozono y calentamiento en seco para producir geles a base de almidón modificado de yuca y trigo para la impresión 3D de alimentos.
Las técnicas fueron desarrolladas con la colaboración de otros investigadores del Grupo de Investigación en Ingeniería de Procesos (Ge²P) de la ESALQ-USP.
“La experiencia combinada de todos los investigadores involucrados en el proyecto nos permitió obtener geles con mejor capacidad de impresión, lo que resultó en alimentos con mejor forma, definición y textura, que son parámetros esenciales para la aceptabilidad del producto”, dijo Maniglia.
Ingredientes novedosos
El grupo de la ESALQ-USP ahora planea estudiar otros métodos de modificación y fuentes para la producción de geles para impresión 3D de alimentos. ESALQ-USP adquirió recientemente una impresora 3D, que utilizará para producir las estructuras desarrolladas con los nuevos geles.
Los geles a base de almidón modificado de mandioca y trigo se pueden utilizar para imprimir otras cosas además de los alimentos, como productos biomédicos que incluyen cápsulas de medicamentos y nutracéuticos, alimentos diseñados no solo para nutrir sino también para conferir beneficios para la salud.
“Hemos demostrado la viabilidad de la producción de alimentos mediante la impresión 3D y la fabricación de ingredientes a medida. Ahora planeamos extender las aplicaciones y probar otras materias primas”, dijo Augusto.
Referencia:"Tratamiento de calentamiento en seco:una herramienta potencial para mejorar las propiedades del almidón de trigo para la aplicación de impresión de alimentos en 3D" por Bianca C. Maniglia,
Dâmaris C. Lima, Manoel da Matta Júnior, Anthony Oge, Patricia Le-Bail, Pedro E. D. Augusto y Alain Le-Bail, 22 de septiembre de 2020, Food Research International .
DOI:10.1016/j.foodres.2020.109731
