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«Il cibo stampato in 3D potrebbe porre fine alla fame nel mondo» affermava nel 2013 Anjan Contractor, ingegnere meccanico alla Systems and Materials Research Corporation. Quel giorno non è ancora arrivato, ma la stampa in 3D degli alimenti sta facendo passi da gigante. Interessa alla NASA per trovare soluzioni efficienti alla gestione del problema del cibo nello spazio ed è spinta dalla crescente richiesta di innovazione e sperimentazione in cucina.

di Luca Indemini

Un report di BIS Research prevede che il mercato globale delle stampa 3D di alimenti raggiungerà i 525,6 milioni di dollari nel 2023, segnando una crescita annua di circa il 46 per cento. Questa crescita esponenziale è motivata dalla consapevolezza degli innovatori alimentari sulla necessità di elevare i sistemi di produzione gastronomica, per rispondere tanto alle esigenze dei consumatori quanto a quelle globali.

È lecito pensare, dunque, che in un futuro non troppo lontano, gli alimenti stampati in 3D possano avere un impatto significativo nella lotta alla fame nel mondo.

Partendo da alimenti abbondanti e facilmente reperibili, come le alghe, che sono ricche di proteine e antiossidanti, è possibile produrre quantità di cibo sufficienti a rispondere alle necessità di tutti gli abitanti del pianeta.

Come si stampano in 3D gli alimenti

La stampante 3D è la tecnologia perfetta per la produzione alimentare, perché consente di produrre costruzioni tridimensionali con geometrie complesse, trame complesse, valori nutrizionali aumentati e sapori realistici. Certo, la stampa di cibo differisce da quella con materiali tecnici per diversi aspetti: gli alimenti sono composti da diversi ingredienti, inoltre i materiali sono particolarmente complessi e gli ingredienti alimentari interagiscono tra loro chimicamente. Infine, la stampa di alimenti comporta la cottura durante la stampa.

Le tecnologie utilizzate per stampare cibo in 3D includono sinterizzazione selettiva, la fusione ad aria calda, il legame liquido e l’estrusione hot-melt. Recentemente, in Corea del Sud è stata sviluppata una piattaforma di stampa 3D che utilizza un processo di deposito fuso per creare prodotti alimentari con microstrutture che replicano le proprietà fisiche e la trama in nanoscala del cibo reale.

Di cosa è fatto il cibo stampato in 3D

I materiali con cui viene stampato il cibo in 3D, sono gli ingredienti normali del cibo: acqua, olio, farina, burro, uova. L’“inchiostro alimentare” viene depositato da un ugello che segue il progetto di un modello CAD. L’inchiostro deve avere le giuste consistenza e viscosità per essere estruso in modo uniforme dall’ugello e mantenere la sua forma dopo essere stato depositato. Le stampanti multi-ugello permettono una maggiore complessità di progettazione: ad esempio, consentono di automatizzare la preparazione di una pizza, depositando in sequenza la pasta, la salsa e il formaggio.

La biostampanti possono stampare in 3D strati di cellule animali viventi necessarie per creare la carne. Modern Meadow permette di stampare carne in 3D senza uccidere gli animali. Il processo inizia con un prelievo di cellula staminali da una mucca attraverso una biopsia. Le cellule vengono poi stimolate a produrre cellule muscolari, che sono poi depositate in più strati su una superficie special, da una biostampante 3D. In questo modo, le cellule si fondono insieme formando tessuto muscolare o carne.

Un elemento chiave negli alimenti stampati in 3D sono la consistenza e la struttura; tema di cui si occupano gli studi del team del dr. Amy Logan al Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization a Canberra, in Australia. «I nostri alimenti strutturati saranno basati su cibi reali e preparati con trame, sapori e odori attraenti – spiega Logan dalle pagine di Engineering For Change -. Attraverso la combinazione di modelli di deposizione dei materiali e modelli di cottura tramite laser si possono produrre nuove trame alimentari.»

La “customizzazione” del cibo

Una delle possibilità più interessanti per gli alimenti stampati in 3D è la loro personalizzazione. Gli inchiostri possono essere creati con estrema precisione per dar vita ad alimenti con contenuto nutrizionale specifico per le esigenze individuali di ciascuno.

Inoltre, le trame possono essere modificate per rendere, ad esempio, il cibo più facile da deglutire (è un esempio il caso del cibo stampato in 3D per le case di cura per anziani in Svezia).

Alcuni alimenti, come maiale, pollo, patate, pasta e piselli, vengono cotti e frullati prima di essere estrusi e stampati in forme riconoscibili – si legge sul sito GE. In fase di stampa poi è possibile “customizzare” questi elementi in base alle esigenze del singolo consumatore, renderli visivamente accattivanti e appetitose. In questo senso, come ha rimarcato Hod Lipson della Columbia University, sempre a Engineering for Change, la stampa 3D di alimenti non significa semplicemente produrre alimenti convenzionali con una nuova tecnica: «Si tratta piuttosto di esplorare nuovi alimenti che prima non si potevano produrre. Bisogna sposare la cucina con il software.» Con tette le potenzialità che potranno derivarne. Uno dei casi più recenti è la “cottura a laser” sviluppata proprio alla Columbia University, dal ricercatore Johathan Blutinger.

Siamo ancora all’inizio del percorso. Intanto, nel giugno 2020, Venlo, in Olanda, si appresta ad ospitare la quarta edizione della 3D Food Printing Conference, occasione per fare il punto della situazione su macchinari, progetti e sperimentazioni.