Los ingenieros de alimentos de Brasil y Francia desarrollaron geles basados en almidón modificado para usarlos como «tinta» para elaborar alimentos y materiales nuevos mediante la fabricación aditiva. Crédito: Bianca C. Maniglia / USP
Los ingenieros de alimentos de Brasil y Francia desarrollaron geles basados en almidón modificado para usarlos como «tinta» para elaborar alimentos y materiales nuevos mediante la fabricación aditiva.
Ya es posible producir alimentos con una impresora 3D, lo que potencialmente ofrece productos que se adapten a las preferencias del consumidor 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 de la Facultad de Medicina Veterinaria, Ciencia e Ingeniería de Alimentos de Nantes Atlantic (Oniris) y el Instituto Nacional de Investigación sobre Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (INRAE), han avanzado hacia el logro de este objetivo. Están desarrollando hidrogeles basados en almidón modificado para su uso como «tinta» en la impresión 3D de alimentos.
Los resultados recientes del proyecto, apoyados por la FAPESP, se publican en la revista Internacional de Investigación Alimentaria.
“En los últimos años hemos desarrollado diferentes tecnologías para modificar el almidón y obtener geles con características ideales para usar como ‘tinta’ para producir alimentos mediante impresión 3D”, Pedro Esteves Duarte Augusto, profesor de ESALQ-USP e investigador principal de el proyecto, dijo a Agência FAPESP.
Los primeros geles producidos por los investigadores se basaron en almidón de yuca. Ellos mismos desarrollaron el método utilizado para modificar la estructura y 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 yuca 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 términos de 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 calentar en seco la yuca y el almidón de trigo en un horno mientras se controla la temperatura y el tiempo.
Con el nuevo método también pudieron obtener geles basados en 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 de textura 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 yuca y almidón de 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 regional de innovación Pays de la Loire en el marco de un programa llamado «Food 4 tomorrow».
A través de la asociación con científicos franceses, la investigadora de ESALQ-USP Bianca Chieregato Maniglia realizó una investigación postdoctoral en Oniris e INRAE, aplicando las técnicas de ozono y calentamiento en seco para producir geles basados en yuca modificada y almidón de 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 ESALQ-USP.
“La experiencia combinada de todos los investigadores involucrados en el proyecto nos permitió obtener geles con mejor imprimibilidad, dando como resultado alimentos con mejor forma, definición y textura, que son parámetros esenciales para la aceptabilidad del producto”, dijo Maniglia.
Ingredientes novedosos
El grupo ESALQ-USP ahora planea estudiar otros métodos de modificación y fuentes para la producción de geles de impresión de alimentos en 3D. ESALQ-USP ha adquirido recientemente una impresora 3D, que utilizarán para producir las estructuras desarrolladas con los nuevos geles.
Los geles a base de yuca modificada y almidón de trigo se pueden usar para imprimir otras cosas además de los alimentos, como productos biomédicos, incluidas 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 hechos 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 ED Augusto y Alain Le-Bail, 22 de septiembre de 2020, Internacional de Investigación Alimentaria.
DOI: 10.1016 / j.foodres.2020.109731