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8 Novembre 2022
12:25

Stampa 3D per alimenti: come funziona e i principali vantaggi

Prepararsi il pranzo dal computer? Con il cibo stampato in 3D il futuro non sembra così lontano. Ma questa tecnologia cambierà davvero il nostro modo di mangiare?

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Stampa 3D per alimenti: come funziona e i principali vantaggi
carne stampa 3D

La stampa 3D è una tecnologia di cui si sente molto parlare e che sta entrando sempre di più in uso per la produzione di oggetti di vario tipo. Nell’ambito della stampa tridimensionale esistono però delle frontiere non molto esplorate e assolutamente sorprendenti, una tra queste è la possibilità di stampare vero e proprio cibo! Vediamo come funziona la stampa 3D per alimenti e quali sono i suoi principali vantaggi.

I cibi che si possono stampare in 3D

Nata come tecnologia per la plastica, la stampa tridimensionale si è pian piano estesa all’utilizzo di metalli, ceramica, vetro, materiali da costruzione e molto altro, fino ad arrivare perfino nel settore culinario.

stampa 3D dolci

La stampa 3D di alimenti consente di creare piatti utilizzando materiali commestibili, ossia veri e propri impasti. Finora sono stati stampati pasta, patate, legumi, caramello, miele, marmellata, biscotti, formaggio e addirittura una pizza! Esistono anche dei prodotti realizzati in questo modo e già commercializzati (come la Fake Meal) un alimento che simula una fetta di carne ma in realtà è ricavata dalle cellule di proteine vegetali stampate in 3D.
Le stampanti che permettono di lavorare con materiali commestibili sono già in commercio e sono utilizzate soprattutto per cioccolato, zucchero, pasta e mousse.

Come funziona una stampante 3D per alimenti

La tecnologia di stampa 3D permette di realizzare un prodotto fisico a partire da un modello digitale realizzato a computer.
La tecnica più utilizzata per stampare gli alimenti è la parallela dell’FDM per la plastica. FDM sta per “Fused Deposition Modeling”, un processo di deposizione di strati di materiale aggiunti l’uno sull’altro.
Questa tecnologia si basa sull’estrusione: il materiale in forma semisolida viene forzato a passare attraverso un foro e a creare un prodotto a sezione costante che assume la forma del foro stesso. Nel caso della stampa 3D per alimenti l’impasto è contenuto in una specie di siringa e viene spinto a passare attraverso un piccolo foro circolare, diventando così un filamento.
Il filamento è poi disposto sul piatto di stampa in modo da creare la forma impostata a computer e il cibo si compone man mano che gli strati si sovrappongono tra di loro. È esattamente quello che facciamo quando decoriamo una torta con la sac à poche, solo che in questo caso il movimento non è controllato dalla nostra mano ma dalla macchina.

cioccolato stampa 3D

Uno dei materiali più stampati in 3D è il cioccolato; questo passa il primo step venendo estruso in forma liquida ma inizia a raffreddarsi e a solidificare appena esce dal beccuccio. Il processo deve essere abbastanza veloce per permettere al pezzo di accogliere uno strato successivo, ma anche abbastanza lento per permettere agli strati di fondersi insieme e creare un oggetto omogeneo. (P. Wilms et al., 2021).
Tutti i cibi realizzati con questa tecnologia avranno la classica conformazione a strati.

La lavorazione preliminare degli alimenti

Le stampanti 3D utilizzano come materia prima gli ingredienti dei nostri pasti, trattati con una particolare lavorazione preliminare.
Per trasformare un alimento in forma semisolida l’ingrediente viene tagliato, sminuzzato o frullato. Poi solitamente si aggiungono degli additivi chiamati idrocolloidi, sostanze che mostrano un’alta propensione a formare dei gel. Alcuni esempi di additivi sono amido, pectina, gelatina, nanocellulosa (C. Tan e al., 2018).
Le due caratteristiche principali del materiale saranno estrudibilità e costruibilità: la capacità di essere estruso con il giusto flusso e la capacità di garantire una stabilità al prodotto appena formato (P. Wilms et al., 2021). In altre parole, il prodotto deve essere assumere una certa forma ma deve anche mantenerla. Una volta che l’oggetto – o meglio, il pasto – viene formato è necessario poi fissarlo in quella figurazione. Nel nostro caso, bisogna cuocerlo.

Pro e contro del cibo stampato in 3D

La stampa 3D di alimenti condivide gli stessi pro e contro della stampa 3D generica.

Pro

Un vantaggio è certamente la possibilità di realizzare forme molto complesse, spesso non producibili con metodi più tradizionali. Inoltre, i prodotti stampati in 3D sono anche molto personalizzabili. Questo significa che è possibile realizzare delle forme uniche e originali; il mondo di dolci e decorazioni è infatti la nicchia in cui la stampa 3D è più sviluppata. Ma non è tutto. L’impasto è personalizzabile anche in base alle specifiche esigenze nutrizionali di ogni persona.
E ancora, la stampa 3D di alimenti potrebbe combattere lo spreco alimentare, usando del cibo troppo maturo per essere venduto e presentandolo in una nuova forma, magari più apprezzata. Con la stampa 3D si può anche realizzare del cibo in consistenza più cremosa ma conservando, ad esempio, gli stessi valori nutrizionali di una fetta di carne. Questa applicazione è pensata per le persone che soffrono di disfagia, difficoltà a deglutire.
Un'applicazione molto particolare è stata proposta nel 2006 dalla NASA, che cercava nella stampa 3D la risposta per fornire cibo agli astronauti, un po’ come il replicatore di Star Trek che materializza ogni varietà di cibo per rifornire le navi stellari.

Contro

Il più importante svantaggio è l’aspetto economico. Spesso preparare una pietanza con la stampa 3D richiede molto più tempo dei metodi convenzionali, specie se aggiungiamo il tempo di preparazione delle sostanze edibili e la cottura – maggiore tempo di produzione però significa maggiore costo. In effetti un singolo vassoio da 20 pezzi di pasta stampata in 3D costa quanto 70 pacchi di ordinarie pennette.
Per questo motivo la stampa 3D è una grande innovazione per piatti particolari, una fresca novità per l’estro creativo del cuoco, e si propone oggi come mercato alternativo, non come sostituto dei prodotti che consumiamo ogni giorno.
Infine, la stampa 3D di alimenti ha un grande limite percettivo, perché questa tecnologia è sempre associata alla plastica. In realtà anche il cibo che consumiamo tutti i giorni è prodotto per estrusione e, da un certo punto di vista, lo stampaggio riduce la manipolazione dell'uomo, diminuendo il pericolo di contaminazione. Eppure, il cibo stampato in 3D lascia molta gente ancora un po’ perplessa.

Gli sviluppi futuri della tecnologia

Tra i miglioramenti possibili si può immaginare un sistema integrato che permetta anche di cuocere il cibo, oltre che assemblarlo.
Un altro campo di ricerca riguarda la possibilità di usare la stampante per creare forme particolari, ma utilizzando impasti fatti in casa.
Infine, la stampante 3D è pensata per stampare un numero limitato di alimenti perché ad ogni impasto corrisponde una sua tecnica di stampa. Attualmente non c'è una soluzione unica che si può adattare a tutti i tipi di cibo.
Quindi, la stampa 3D cambierà il nostro modo di mangiare?
Forse sì, ma non oggi. Nel settore alimentare questa tecnologia ha ancora molta strada da fare.  Nel frattempo, però, possiamo stamparci un tiramisù, come hanno fatto in questo video.

Per approfondire, ecco un video che abbiamo realizzato sulla Stampa 3D:

Bibliografia

  • Wilms et al., Formulation engineering of food systems for 3D-printing applications – A review, 2021
  • Tan et al., Extrusion-based 3D food printing – Materials and machines, 2018
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