El futuro de la comida impresa en 3D

Cuando a inicios de este siglo comenzó a utilizarse la impresión 3D de alimentos, la tecnología se utilizaba principalmente para la investigación y el desarrollo de alimentos para astronautas. El Equipo de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Cornell estableció la primera impresora 3D multimaterial en 2006 y laNASA comenzó a experimentar con la impresión 3D de alimentos en 2013.

A medida que la tecnología se desarrolló, comenzó a usarse en otras aplicaciones, como en el campo médico para crear comidas personalizadas para pacientes con problemas para tragar o digerir y, por supuesto, en el campo culinario.

La impresión 3D de alimentos, como su nombre indica, utiliza este tipo de impresión para crear alimentos en varias formas y diseños. El proceso implica el uso de materiales comestibles, como masa, chocolate o puré de frutas y verduras, como "tinta" en la impresora. Estos materiales luego se extruyen (se le dan forma a través de una boquilla) para crear la forma o el diseño deseado.

El primer paso es la creación de un diseño o modelo digital del alimento que se va a imprimir. Luego, este diseño se carga en la impresora 3D, que utiliza varias técnicas para crear el alimento capa por capa. Si bien la "tinta" que se puede usar no es infinita, sí es muy amplia. Inicialmente se trabajó con postres, especialmente con masas y chocolates debido a su consistencia viscosa. Más tardes se incorporaron otros alimentos, como pasta, pizza, puré de patata, glaseados, tortitas o gofres, carnes, tartas… Las verduras también se pueden imprimir en 3D, pero debido a su alto contenido de agua, deben combinarse con aglutinantes comestibles.

Una de las principales ventajas es que permitiría enfrentarse a los problemas en el suministro de alimentos o realizarlos "a la carta" para evitar alergias. Pero hay un obstáculo importante y es el que ha abordado un equipo de científicos de la Universidad de Otawa liderado por Ezgi Pulatsu.

Debido a que la materia prima usada en la impresión de alimentos es muy blanda – explican en el estudiopublicado en 'Physics of Fluids', las estructuras que se crean con ella no siempre reflejan la idea original. Un ligero cambio en los patrones de impresión (por ejemplo en la velocidad o en la dosis que se vierte por capa) y los ingredientes de la mezcla modifican la matriz y las microestructuras del alimento y, por lo tanto, su textura y hasta su sabor final.

El equipo de Pulatsu consiguió identificar una variedad de factores que afectan la calidad de impresión y la complejidad de los alimentos creados mediante impresión 3D. Este conocimiento permitirá incrementar la calidad de los alimentos, mejorar el control y acelerar la impresión.

"La impresión 3D basada en extrusión es la técnica más aplicable para alimentos – explica Pulatsu en un comunicado–. Se trata de una jeringuilla cargada con una pasta alimenticia, como puré, masa o glaseado, que se expulsa de una boquilla mediante fuerza directa (empujando el émbolo) o indirecta (aire comprimido). La creación de un flujo continuo estable es el primer paso para una impresión exitosa. Una vez que se deposita una capa, ya no queremos que fluya; de lo contrario, destruirá la forma que creamos".

Así, la primera de las claves es el flujo continuo y cada "tinta" tiene uno propio que debe incorporarse a las instrucciones al hacer el diseño. Luego llega la segunda etapa: el procesamiento posterior (hornear, hervir, cocer, freír y hasta congelar o deshidratar. Todos estos procesos, explican los autores en el estudio, transforman física y químicamente las moléculas de los alimentos y conduce a diversas texturas y sabores. Por lo tanto no solo hay que saber que materia prima se usará en la impresión, también qué proceso se llevará a cabo en ella. El flujo continuo pero lento sería más adecuado para procesos de cocción rápida y viceversa.

Y, finalmente, la mise en place o la ruta de impresión: los movimientos controlados por ordenador para imprimir la comida. "No se recomienda un patrón de trama o zigzag para superficies de paredes delgadas debido a los trazos pequeños – señalan en el estudio –. Otro patrón que también se utiliza en la impresión 3D de comida es el de contorno. Cuando los alimentos impresos con esta ruta con muy gruesos puede conducir a diferencias entre el material de los bordes y el del centro. Por lo tanto este patrón es adecuado para alimentos con un espesor constante".

El sector de la impresión 3D tiene una tasa de crecimiento anual del 22 % debido a los beneficios potenciales y décadas de investigación e innovaciones. Y se calcula que en 2025 será un mercado con un valor de mil millones de euros.

"La comida es esencial para vivir – concluye Pulatsu –, y se está volviendo más crítica debido al aumento de la población mundial y los cambios ambientales. Por lo tanto, los nuevos alimentos y matrices deben diseñarse en consulta con chefs, científicos de alimentos e ingenieros, y de acuerdo con las necesidades actuales".