La impresión 3D en alimentos

Dra. María del Carmen Cortez Trejo 

Profesor investigador

Facultad de Química, Universidad Autónoma de Querétaro

La creciente conciencia de las personas sobre los alimentos que consumen y el deseo de nuevas experiencias sensoriales personalizadas están impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías como la impresión 3D. 

¿Qué es la impresión 3D en alimentos?

La impresión 3D es un proceso que implica la construcción capa por capa de estructuras sólidas u objetos 3D en una máquina controlada por un software de diseño (Brunner y colaboradores, 2018; Nachal y colaboradores, 2019). Es una tecnología que se aplicó por primera vez en la producción de estructuras alimentarias en 2007 por investigadores de la Universidad de Cornell (E.U.) y, desde entonces, se ha utilizado para crear estructuras geométricas comestibles visualmente complejas (Liu y colaboradores, 2017; Pereira y colaboradores, 2021). 

En los últimos años, con los avances en robótica y automatización, la impresión 3D ha ganado importancia y actualmente se usa en muchas aplicaciones alimentarias. De hecho, de manera comercial, ya existen corporaciones que utilizan esta tecnología en la fabricación de sus productos. También destaca su utilización en alimentos a base de carne (carne cultivada en laboratorio) y análogos de carne fabricados con ingredientes de origen vegetal (Pereira y colaboradores, 2021).

¿Qué beneficios tiene la tecnología 3D en alimentos?

Son muchos los beneficios que la impresión 3D trae consigo. De entre los más importantes, su utilización permite tener productos personalizados, ya que pueden elaborarse mezclas de diferentes ingredientes de acuerdo con necesidades nutricionales o preferencias sensoriales específicas, y después ser impresas en presentaciones o formas atractivas y novedosas. La impresión 3D ha permitido la elaboración de alimentos con formas geométricas, valor nutricional, texturas, colores y sabores nuevos y llamativos. 

Esta tecnología, al generar productos impresos de apariencia atractiva, posibilita por otro lado, la utilización de una gama amplia de ingredientes alimenticios no tradicionales como insectos y subproductos vegetales y animales (Liu y colaboradores, 2017) Uno de los aspectos más característicos de la impresión 3D es que permite crear formas y figuras complejas, diseños de alimentos fantásticos que no se pueden lograr con trabajo manual o moldes convencionales (Liu y colaboradores, 2017). 

Existen diferentes técnicas de impresión, la más utilizada, consiste en la extrusión de un material o ingrediente imprimible a través de una boquilla sobre una placa de impresión. El material que sale por la boquilla se deposita capa tras capa formando una estructura o diseño complejo previamente programada a través de un controlador. Durante este proceso, el material a imprimir debe ser lo suficientemente fluido para ser extrudido, pero con la capacidad de mantener su forma una vez impreso. Este es el reto principal al que se enfrentan los tecnólogos e investigadores en alimentos, el encontrar materiales alimentarios con las características adecuadas para ser impresos. 

Fig. 1. Configuración general de un equipo utilizado para la impresión 3D por extrusión de alimentos.

¿Qué se utiliza para imprimir alimentos 3D?

Podemos clasificar a los materiales en dos categorías de acuerdo con su aptitud para la impresión 3D: materiales naturalmente imprimibles y materiales no imprimibles. Como su nombre lo indica, los materiales naturalmente imprimibles son fácilmente imprimibles y conservan su forma una vez impresos, por ejemplo, algunos geles, quesos, puré de papa y chocolates. 

Los materiales no imprimibles son ingredientes alimentarios difíciles de imprimir, no son los suficientemente fluidos y/o por sí solos no lograr conservar su forma, por ejemplo, los purés de la mayoría de las frutas y verduras, los cuales requieren de ser adicionados con gomas naturales como gelatina, carragenina o goma arábiga para mejorar sus propiedades de impresión (Pereira y colaboradores, 2021).

Desde un punto de vista industrial, la impresión 3D puede considerarse como una tecnología de procesamiento de alimentos complementaria, ya que usualmente se requieren de pasos previos de preparación de las mezclas a extrudir, y, por otro lado, los productos impresos usualmente requieren de tratamientos posteriores como la cocción, refrigeración, etc., antes de ser consumidos. Esto constituye otro de los retos para la impresión 3D: lograr que los productos impresos mantengan su forma una vez sometidos a procesamientos ulteriores. 

Hoy en día, la impresión 3D es una técnica novedosa en muchos sectores industriales, incluido el de alimentos. Su importancia radica en su capacidad en términos de personalización de ingredientes y generación de estructuras visualmente atractivas. Es ampliamente utilizada; sin embargo, el avance de esta tecnología en la actualidad depende de encontrar nuevos materiales imprimibles y en la generación de conocimiento sobre las condiciones del proceso (como velocidad de extrusión, tamaño de boquilla, etc.) necesarias para fabricar materiales impresos que conserven su estructura y forma. Esto es una labor ardua, que requiere de esfuerzos conjuntos entre investigadores e industria.  

Referencias:

Brunner, T. A., Delley, M., & Denkel, C. (2018). Consumers’ attitudes and change of attitude toward 3D-printed food. Food Quality and Preference, 68, 389-396.

Liu, Z., Zhang, M., Bhandari, B., & Wang, Y. (2017). 3D printing: Printing precision and application in food sector. Trends in Food Science & Technology, 69, 83-94.

Nachal, N., Moses, J. A., Karthik, P., & Anandharamakrishnan, C. (2019). Applications of 3D printing in food processing. Food Engineering Reviews, 11(3), 123-141.

Pereira, T., Barroso, S., & Gil, M. M. (2021). Food texture design by 3D printing: A review. Foods, 10(2), 320.