Un « paysage alimentaire » assemblé avec des motifs imprimés en 3D à base de petits pois, de carottes et de maïs. Crédit :SUTD / NTU / KTPH
Des chercheurs de Singapour développent une nouvelle méthode pour « imprimer » des légumes frais, ce qui permet d'obtenir des aliments plus savoureux et plus nutritifs pour les patients ayant des difficultés à avaler.
Des chercheurs de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour), de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) et de l'hôpital Khoo Teck Puat (KTPH) ont développé une nouvelle façon de créer des «encres alimentaires» à partir de légumes frais et surgelés, qui préservent leur nutrition et saveur mieux que les méthodes existantes.
Les encres alimentaires sont généralement fabriquées à partir d'aliments en purée sous forme liquide ou semi-solide, puis imprimées en 3D par extrusion à partir d'une buse, et assemblées couche par couche.
Les aliments en purée sont généralement servis aux patients souffrant de difficultés de déglutition connues sous le nom de dysphagie. Pour présenter les aliments d'une manière visuellement plus appétissante, les professionnels de la santé ont utilisé des moules en silicone pour façonner les aliments en purée, ce qui demande beaucoup de travail et de temps et nécessite un stockage.
Alors que l'impression alimentaire 3D signifie que les aliments peuvent être facilement produits dans la forme et la texture souhaitées en un temps plus court, les aliments déshydratés et les poudres lyophilisées utilisées comme encres alimentaires contiennent généralement un pourcentage élevé d'additifs alimentaires tels que les hydrocolloïdes (HC) pour stabiliser le l'encre et permettent un processus d'impression plus fluide. Une concentration élevée de HC modifie généralement le goût, la texture et l'arôme de l'aliment imprimé, le rendant peu appétissant pour les patients souffrant de dysphagie. Cela peut entraîner une réduction de la consommation alimentaire et de la malnutrition chez les patients.
Pour surmonter ce défi, l'équipe de recherche a exploré diverses combinaisons de légumes frais et surgelés pour rendre les encres alimentaires stables.
Non seulement ils ont pu mieux préserver la nutrition des aliments imprimés, mais ils les ont également rendus plus agréables au goût. Cette nouvelle méthode de fabrication des encres alimentaires devrait entraîner une augmentation de la consommation de repas par les patients, contribuant positivement à leur santé physique et à leur état d'esprit.
Des images représentatives de formes imprimées en 3D avec cinq formulations d'un type d'encre alimentaire, des images avec des boîtes dessinées autour d'elles représentent les formulations optimisées des encres. Les scores d'impression représentés dans le coin supérieur droit évalués par la fidélité de la forme et la stabilité de la forme. Crédit :SUTD / NTU / KTPH
De plus, l'équipe a découvert que les légumes pouvaient être classés en trois catégories, chacune nécessitant un traitement hydrocolloïde différent pour devenir imprimable. Par exemple, le pois de jardin, la carotte et le bok choy ont été choisis comme représentants dans chaque catégorie, ne nécessitant aucun HC, un type de HC et deux types de HC, respectivement (voir les images).
Le professeur Yi Zhang, chercheur principal de l'équipe NTU, a déclaré:«Notre technologie aide à fournir aux patients dysphagiques des régimes alimentaires adéquats, riches en nutriments et sûrs. Leur alimentation est plus digne, ce qui leur permet de socialiser et de consommer des repas qui ressemblent, se sentent et ont le goût d'aliments ordinaires. Notre méthode d'impression 3D de légumes frais peut être utilisée facilement dans les hôpitaux, les maisons de retraite, les garderies pour la population vieillissante souffrant de dysphagie et d'autres troubles de la déglutition. Notre recherche est également un autre pas en avant dans la gastronomie numérique, où nous pouvons répondre aux exigences spécifiques prescrites par les diététiciens, telles que la personnalisation nutritionnelle et l'attrait visuel."
Le professeur Chua Chee Kai, auteur correspondant et responsable du pilier, Développement de produits d'ingénierie chez SUTD, a ajouté :« La prochaine frontière de la fabrication additive est l'impression alimentaire 3D. Alors que le paysage de l'impression 3D alimentaire évolue de plus en plus, nous sommes ravis de continuer à repousser les limites de cette industrie pour trouver des solutions innovantes aux problèmes mondiaux tels que la sécurité alimentaire et la durabilité."
Gladys Wong, co-chercheuse principale et diététiste principale de KTPH, a déclaré :« L'impression alimentaire 3D est plus qu'une nouveauté. Je crois que ce sera une approche viable dans un proche avenir pour assurer la subsistance et l'alimentation de notre population vieillissante croissante. Nos patients âgés fragiles ainsi que ceux qui ont des difficultés à avaler pourront profiter d'une expérience culinaire visuellement présentable et agréable, même avec un régime restrictif de plats en purée lisses. »
Référence :"Impression 3D de légumes frais à l'aide d'hydrocolloïdes alimentaires pour les patients dysphagiques" par Aakanksha Pant, Amelia Yilin Lee, Rahul Karyappa, Cheng Pau Lee, Jia An, Michinao Hashimoto, U-Xuan Tan, Gladys Wong, Chee Kai Chua et Yi Zhang, 17 décembre 2020, Hydrocolloïdes alimentaires .
DOI :10.1016/j.foodhyd.2020.106546
Financement :National Additive Manufacturing Innovation Cluster Project, National Research Foundation Singapore
