¿Recuerdas que, en Los Supersónicos o en Star Treck, los protagonistas no cocinan sino que aprietan un botón para que salga la comida que desean? Pues hoy en día esto es casi una realidad: apretamos un botón y nuestros alimentos pueden imprimirse. ¿Cómo lo estamos logrando?
Seguramente has escuchado o sabes algo sobre la manufactura aditiva, comúnmente llamada impresión 3D, ya que es una tecnología ampliamente utilizada en distintas áreas. La impresión 3D es un proceso de fabricación controlada que genera un producto mediante la colocación de material capa por capa. Recientemente esta aplicación se ha extendido a la industria de los alimentos, buscando ventajas como la simplificación de la cadena de suministro, la extensión de la vida de anaquel, la expansión del uso de nuevos ingredientes, la personalización y el diseño de dietas, entre otros [1].
La nutrición personalizada es de particular interés en el área de los alimentos, porque abre la posibilidad de imprimir materiales con un contenido nutrimental específico diseñado para requerimientos particulares. El diseño de estas formulaciones podría ser de interés para grupos con ciertos requerimientos nutrimentales como atletas, mujeres embarazadas, hipertensos, inmunodeprimidos, entre otros [2–4]. Imagínate poder crear en tu cocina una galleta en forma de dinosaurio hecha con brócoli y proteína de pollo para un snack saludable para niños. O que un diabético se imprima un alimento con bajo índice glicémico para su desayuno que sea alto en fibra, pero en el que pueda elegir el sabor y hasta la textura. Todo esto es posible gracias a dicha tecnología.
Aunado a esto, la personalización de dietas permite el uso de nuevos ingredientes funcionales que ayuden a prevenir enfermedades o reducir su incidencia. Podríamos incluir harinas de insectos, por ejemplo, para mejorar la calidad nutrimental de los alimentos que imprimimos, haciéndolos altos en proteína. O podemos incluir cáscaras de frutas que son altas en fibra dietética, como se ha hablado en artículos anteriores.
Así, la impresión 3D de alimentos permite el diseño y la fabricación de alimentos saludables basados en necesidades individuales, controlando la cantidad de material y su contenido nutrimental, así como su diseño y textura [5–7]. Por lo anterior, su aplicación e impacto puede extenderse a hospitales, escuelas o centros deportivos, y controlar por medio de esta tecnología la ingesta de calorías, vitaminas, alérgenos y hasta la experiencia sensorial.
¿Y por qué no estamos imprimiendo nuestros alimentos ya?
A pesar de las ventajas descritas, la mayoría de los artículos publicados en este rubro han estudiado formulaciones sencillas con poco valor nutritivo, usando ingredientes como almidones, chocolate, azúcares o hidrocoloides [8,9]. Dado que en el área de alimentos la impresión 3D por extrusión es el método más usado (Fig. 1), el gran reto tecnológico reside en lograr que la mezcla sea imprimible, es decir, que tenga las características para fluir por el dado del extrusor de la impresora. Además, una vez afuera del extrusor, la mezcla debe tener la capacidad de estabilizarse rápidamente, garantizando la fidelidad de la forma impresa sin colapsar [10,11]. Lograr esto con formulaciones complejas y de alto valor nutritivo requiere conocimientos de ingeniería aplicados particularmente a propiedades intrínsecas de los alimentos como la reología.
El reto se extiende a que, una vez impreso y sin colapsar, el alimento tenga características sensoriales agradables, no sólo de color y sabor, sino de textura. La impresión 3D por extrusión tiene el potencial de crear un amplio rango formas y figuras geométricas, creando diferentes estructuras mediante la modificación de los patrones con los que se imprimen los materiales [12].
Aunado a esto, dependiendo del alimento y de la población objetivo, es opcional la aplicación de un post-procesamiento (horneado, secado o freído) que también tiene un efecto en el producto final y su consumo. Todo lo anterior genera texturas diferentes, impacta en la percepción del consumidor y cambia las propiedades mecánicas del alimento.
La importancia de la flexibilidad de esta tecnología, aunada al post-procesamiento, para producir diferentes texturas y formas radica en la posibilidad de:
- Producir alimentos para poblaciones con problemas para deglutir o masticar
- Incrementar el consumo de frutas y vegetales en la población infantil
- Desarrollar alimentos con menos contenido de azúcar, grasa o sal, entre otros.
Los Supersónicos nos están alcanzando. Estamos muy cerca de tener en nuestra cocina una impresora a la cual le indiquemos con un botón nuestros deseos alimenticios: de sabor, de cantidad, de calorías, de nutrientes, sin gluten, con lactosa, alto en proteína, bajo en carbohidratos… Cada vez las tecnologías se abaratan más y esto será una posibilidad y parte de nuestro día a día. La impresión 3D de alimentos nos acerca a lo que dijo Hipócrates: “Que tu medicina sea tu alimento, y el alimento tu medicina”.
Autora
Viridiana Tejada-Ortigoza es profesora investigadora de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey en campus Querétaro. Pertenece al Grupo de Investigación con Enfoque Estratégico de NutriOmics. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. El proyecto de impresión 3D de alimentos personalizados la hizo acreedora en el 2020 a la Beca Para Mujeres en la Ciencia de L’Oréal-UNESCO-AMC. [email protected]
Referencias
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[3] B. Pérez, H. Nykvist, A.F. Brøgger, M.B. Larsen, M.F. Falkeborg, Impact of macronutrients printability and 3D-printer parameters on 3D-food printing: A review, Food Chem. 287 (2019) 249–257. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.02.090.
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[5] J. Sun, W. Zhou, D. Huang, J.Y.H. Fuh, G.S. Hong, An overview of 3D printing technologies for food fabrication, Food Bioprocess Technol. 8 (2015) 1605–1615. https://doi.org/10.1007/s11947-015-1528-6.
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[11] L. Liu, Y. Meng, X. Dai, K. Chen, Y. Zhu, 3D printing complex egg white protein objects: Properties and optimization, Food Bioprocess Technol. 12 (2019) 267–279. https://doi.org/10.1007/s11947-018-2209-z.
[12] S. Prakash, B.R. Bhandari, F.C. Godoi, M. Zhang, Future outlook of 3D food printing, Elsevier Inc., 2019. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-814564-7.00013-4.
