Il est déjà possible de produire des aliments avec une imprimante 3D, potentiellement livrer des produits qui correspondent aux préférences des consommateurs en matière de goût, texture, Coût, commodité et nutrition. Dans le futur proche, il sera possible de produire des aliments aux formes personnalisées, textures, des saveurs et des couleurs jugées attractives et saines pour les enfants et les personnes âgées, par exemple.

Un groupe de chercheurs du Collège d'agriculture Luiz de Queiroz de l'Université de São Paulo (ESALQ-USP) au Brésil, en partenariat avec des collègues en France à Nantes Atlantic College of Veterinary Medicine, Food Science and Engineering (Oniris) et l'Institut National de Recherche Agronomique, Alimentation et Environnement (INRAE), ont fait des progrès vers la réalisation de cet objectif. Ils développent des hydrogels à base d'amidon modifié à utiliser comme « encre » dans l'impression 3D d'aliments.

Résultats récents du projet, soutenu par la FAPESP (Fondation pour la Recherche de São Paulo), sont publiés dans la revue Recherche alimentaire internationale . « Au cours des dernières années, nous avons développé différentes technologies pour modifier l'amidon et obtenir des gels aux caractéristiques idéales à utiliser comme « encre » pour produire des aliments par impression 3D, " Pedro Esteves Duarte Augusto, professeur à l'ESALQ-USP et chercheur principal du projet, a déclaré Agência FAPESP.

Les premiers gels produits par les chercheurs étaient à base d'amidon de manioc. Ils ont eux-mêmes développé la méthode utilisée pour modifier la structure et les propriétés de l'amidon avec de l'ozone lors d'un précédent projet également soutenu par la FAPESP.

Ils produisaient de l'ozone en appliquant une décharge électrique à l'oxygène, faire barboter le gaz dans un récipient avec un mélange d'eau et de fécule de manioc en suspension, et séché le mélange en éliminant l'eau. Le résultat était de l'amidon modifié.

En faisant varier les aspects du processus tels que la concentration d'ozone, Température, et le temps, ils ont pu obtenir des gels aux propriétés différentes en termes de bonne consistance pour une utilisation en impression 3D.

"Le contrôle des conditions nous a permis d'obtenir des gels plus faibles pour d'autres applications et des gels plus fermes qui sont idéaux pour l'impression 3D car ils conservent la forme de la structure imprimée sans couler ni perdre d'humidité, " dit Auguste.

Au cours des deux dernières années, les chercheurs ont développé une autre méthode de modification de l'amidon. Cela implique le chauffage à sec de l'amidon de manioc et de blé dans un four tout en contrôlant à la fois la température et le temps.

Grâce à la nouvelle méthode, ils ont également pu obtenir des gels à base d'amidon modifié présentant une imprimabilité optimale, définie comme la capacité de fabriquer un objet 3D par fabrication additive (dépôt couche par couche) et de conserver sa structure une fois imprimée. Le traitement thermique à sec a également étendu les possibilités texturales des échantillons imprimés à base d'hydrogels d'amidon de blé.

"Nous avons obtenu de bons résultats avec les deux méthodes. Elles sont simples, bon marché et facile à mettre en œuvre à l'échelle industrielle, " dit Auguste.

Des échantillons de gel à base d'amidon de manioc et de blé ont été imprimés chez Oniris et INRAE ​​en France via un projet de développement de gels fonctionnels à base d'amidon pour l'impression 3D financé par l'Agence régionale d'innovation des Pays de la Loire dans le cadre d'un programme baptisé Food 4 Tomorrow.

Grâce au partenariat avec des scientifiques français, La chercheuse ESALQ-USP Bianca Chieregato Maniglia a effectué des recherches postdoctorales à l'Oniris et à l'INRAE, appliquer les techniques de chauffage à l'ozone et à sec pour produire des gels à base de manioc modifié et d'amidon de blé pour l'impression 3D d'aliments.

Les techniques ont été développées avec la collaboration d'autres chercheurs du Groupe de recherche en génie des procédés (Ge²P) de l'ESALQ-USP.

« L'expérience combinée de tous les chercheurs impliqués dans le projet nous a permis d'obtenir des gels avec une meilleure imprimabilité, résultant en des aliments avec une meilleure forme, définition et texture, qui sont des paramètres essentiels pour l'acceptabilité du produit, " a déclaré Maniglia.

Ingrédients nouveaux

Le groupe ESALQ-USP envisage désormais d'étudier d'autres méthodes de modification et sources pour la production de gels d'impression alimentaire 3D. ESALQ-USP a récemment acheté une imprimante 3D, qu'ils utiliseront pour produire les structures développées avec les nouveaux gels.

Les gels à base de manioc modifié et d'amidon de blé peuvent être utilisés pour imprimer d'autres choses en dehors de la nourriture, tels que les produits biomédicaux, y compris les capsules de médicaments et les nutraceutiques, des aliments conçus non seulement pour nourrir, mais aussi pour conférer des bienfaits pour la santé.

« Nous avons démontré la faisabilité de la production alimentaire par impression 3D et fabrication d'ingrédients sur mesure. Nous prévoyons maintenant d'étendre les applications et de tester d'autres matières premières, " dit Auguste.