Agricultura a parcurs un drum lung în secolul trecut. Producem mai multe alimente decât oricând - dar modelul nostru actual este nesustenabil și, întrucât populația lumii se apropie rapid de 8 miliarde, metodele moderne de producere a alimentelor vor avea nevoie de o transformare radicală pentru a ține pasul. Din fericire, există o serie de noi tehnologii care ar putea face posibil acest lucru. În această serie, vom explora câteva dintre noile soluții inovatoare la care lucrează fermierii, oamenii de știință și antreprenorii pentru a ne asigura că nimeni nu va flămânzi în lumea noastră din ce în ce mai aglomerată.
Imprimantele tridimensionale - mașini care se pot potrivi pe un desktop și pot crea obiecte 3D din materiale plastice, metale și alte materii prime - pot face aproape orice. Jeturile de înaltă precizie pompează implanturi medicale personalizate la simpla apăsare a unui buton. Imprimantele din fibră de carbon scuipă prototipurile automobilelor cu o precizie extrem de mare. Și modelatorii de pe raft generează jucării personalizate, bijuterii, decorațiuni pentru casă și haine cu nu mai mult de un fișier digital.
Bucătăriile comerciale, brutăriile și cofetăriile utilizează imprimante alimentare 3D pentru a economisi timp și efort.
Dar există o nouă frontieră în tipărirea 3D care abia începe să se concentreze: mâncarea. Inovațiile recente au făcut posibile mașini care imprimă, gătesc și servesc alimente pe scară largă. Și luminile industriei nu se opresc aici: ei cred că imprimantele 3D de alimente ar putea îmbunătăți valoarea nutrițională a meselor, ar putea produce sculpturi complexe din produsele alimentare de zi cu zi și ar putea rezolva foamea în regiunile lumii care nu au acces la ingrediente proaspete și accesibile.
Nu există nicio îndoială - tipărirea alimentelor 3D a parcurs un drum lung. Dar, ca orice tehnologie nouă, cu promisiuni înalte, este departe de a fi un glonț de argint.
Bazele imprimării 3D a alimentelor
Majoritatea imprimantelor 3D pentru alimente sunt imprimante de depunere, ceea ce înseamnă că depun straturi de materie primă într-un proces cunoscut sub numele de fabricare aditivă. O nouă categorie de imprimante 3D - imprimante de legare - aderă la materiale împreună cu un fel de ciment comestibil.
Ultima generație de imprimante 3D pentru alimente este mult mai complicată, combinând duze, material praf, lasere și brațe robotizate pentru a realiza sculpturi de zahăr, ciocolată modelată și produse de patiserie cu grătare. O imprimantă, ChefJet de la 3D Systems, cristalizează straturi subțiri de zahăr cu bob fin într-o varietate de configurații geometrice. Un altul, Choc Edge de la Natural Foods din Barcelona, distribuie ciocolata din seringi în modele frumos topite.
Majoritatea imprimantelor 3D pentru alimente funcționează exact ca omologii lor de scurgere a plasticului - doar extrudă materiale comestibile în loc de material termoplastic. (Video: Foodini)Imprimantele de ultimă oră pot face față și mai mult. Foodini, de exemplu, folosește ingrediente proaspete încărcate în capsule din oțel inoxidabil pentru a face alimente precum pizza, paste umplute, quiche și brownies. Mașina producătorului de paste Barilla imprimă tăiței cu apă și făină de griș. Și un design prototip de Hod Lipson, profesor de inginerie mecanică la Columbia, fabrică bare nutritive și produse de patiserie simple.
Productia de mancare
Deja, bucătăriile comerciale, brutăriile și cofetăriile utilizează imprimante alimentare 3D pentru a economisi timp și efort.
„Este nevoie de ani și ani de experiență, dar o imprimantă o ușurează.”
Hervé Malivert, director al tehnologiei alimentare și coordonator culinar la Centrul Culinar Internațional, a declarat că tehnologia se democratizează. „Cu o imprimantă 3D, puteți imprima sculpturi complicate de ciocolată și piese frumoase pentru decorare pe un tort de nuntă”, a spus el pentru Digital Trends. „Nu toată lumea poate face asta - este nevoie de ani și ani de experiență, dar o imprimantă o ușurează.”
Paco Pérez, bucătarul executiv al restaurantului Miramar cu două stele Michelin din Llançà, Spania, a pus deja această teorie în practică. El folosește un Foodini pentru a „re-crea forme și bucăți” de alimente care sunt „exact identice”, eliberând bucătari de linie pentru a finaliza alte sarcini.
Și el nu este singurul. Food Ink, un „restaurant tipărit 3D” pop-up, a fost construit aproape în întregime cu imprimante disponibile comercial. Totul, de la mesele restaurantului la scaunele și lămpile sale, a fost tipărit pe parcursul unei săptămâni. Și toate intrările și deserturile pe care le-a servit au fost imprimate și 3D; mai degrabă decât fermă la masă, gândiți-vă la asta ca la pixeli la placă.
Food Ink este un restaurant din Marea Britanie cu o întorsătură unică: absolut tot ce pune restaurantul la masă este imprimat 3D - mâncarea, ustensilele și chiar toate mesele și scaunele. (Fotografii: Cerneală alimentară) Există un potențial de piață în masă în tipărirea alimentelor 3D. XYZ Food Printer, omonimul XYZprinting, pe care compania l-a dezvăluit la Consumer Electronics Show din Las Vegas din 2015, fabrică deja biscuiți gata pregătiți, pizza, plăcinte cu carne și biscuiți pentru brutării din China și un lanț de retail alimentar australian.
Durabilitate
Se estimează că populația globală va crește până la aproximativ 9,6 miliarde de oameni până în 2050, iar unii analiști estimează că producția de alimente va trebui crescută cu 50% pentru a menține nivelurile actuale. Se pare clar că durabilitatea devine mai puțin „plăcută de a avea” decât o necesitate.
Viitoarele imprimante 3D de alimente ar putea face alimentele procesate mai sănătoase.
Tipărirea alimentelor 3D probabil nu va rezolva problema, dar ar putea contribui la soluție. Unii experți cred că imprimantele care foloseschidrocoloizi, sau substanțe care formează geluri cu apă, ar putea fi folosite pentru a înlocui ingredientele de bază ale preparatelor familiare cu surse regenerabile abundente, cum ar fi algele, rațul și iarba.
În acest scop, o echipă a Organizației Olandeze pentru Cercetare Științifică Aplicată din Germania a dezvoltat o metodă de imprimare pentru microalge, o sursă naturală de proteine, carbohidrați, pigmenți și antioxidanți. Într-un studiu, liderul cercetării, Kjeld van Bommel, a adăugat vierme de măcinat la o rețetă de fursecuri. „Aspectul [viermilor] m-a dezamăgit, dar în formă de prăjitură, îl voi mânca”, a spus el într-un interviu pentru Popular Mechanics.
Joseph F. Coughlin, fondator și director al AgeLab la Massachusetts Institute of Technology, consideră că imprimarea 3D poate reduce consumul de combustibil și emisiile. Magazinele alimentare din viitor ar putea depozita „cartușe de alimente” care durează ani la rând, mai degrabă decât ingrediente întregi perisabile, eliberând spațiu la raft și reducând cerințele de transport și depozitare. „[Livrarea] produselor poate fi în cantități mai mari, care pot fi depozitate cu ușurință”, a spus el pentru The New York Times.
O pereche de imprimante 3D Foodini, care extrudă alimentele dintr-un sistem de capsule reîncărcabile, ceea ce înseamnă că sunteți liber să imprimați practic cu toate ingredientele pe care le alegeți. (Foto: Foodini) Nutriție
Imprimantele 3D de alimente ar putea face mai mult decât să producă magazine alimentare regenerabile, ecologice - au și potențialul de a revoluționa nutriția.
În acest domeniu, NASA este în frunte. În 2013, agenția a experimentat tehnologii care ar putea conserva alimentele în misiuni pe termen lung, acordând un contract de cercetare inovării întreprinderilor mici de 125.000 de dolari către Systems & Materials Research Corporation (SMRC) pentru a dezvolta un sistem alimentar tipărit 3D pentru astronauți.
Viitoarele imprimante 3D de alimente ar putea face alimentele procesate mai sănătoase. Lynette Kucsma, cofondatoare a Foodini, are în vedere imprimantele care produc produse mai nutritive pentru hamburgeri de tip fast-food cu umplutură de conservanți.
Lipson prezice că viitoarele imprimante vor putea livra doze exacte de medicamente, vitamine și suplimente și alimente personalizate în funcție de nevoile calorice specifice ale unui anumit utilizator.
Nici nu este vorba doar de geometrii complexe - în viitor, tipărirea alimentelor ar putea permite consumatorilor să imprime alimente cu conținut nutrițional personalizat, adaptat în mod special nevoilor dietetice individuale. (Foto: WASP) "Imprimarea alimentelor ar putea permite consumatorilor să imprime alimente cu conținut nutrițional personalizat, optimizat pe baza datelor biometrice și genomice", a declarat Lispon pentru New York Times. „Deci, în loc să mănânci o felie de pâine de ieri de la supermarket, ai mânca ceva la cuptor doar la cerere. Aceasta poate fi veriga lipsă dintre nutriție și medicina personală și mâncarea care se află pe masa dvs. ”
Dar imprimarea alimentară 3D este promițătoare pentru cei cu afecțiuni și alergii, în Germania, un grup de case de bătrâni au adoptat tehnologia de imprimare 3D care purifică legume precum morcovii și broccoli în matrițe moi nutritive, ușor de mestecat, de forma lor originală. Și WASP, o companie de imprimare 3D cu sediul în Italia, testează o imprimantă care poate produce versiuni fără gluten ale alimentelor populare.
Obstacole
În ciuda numeroaselor progrese recente în imprimarea alimentelor 3D, industria are o mulțime de provocări de depășit.
În prezent, majoritatea ingredientelor trebuie convertite într-o pastă înainte ca o imprimantă să le poată manipula, iar procesul de tipărire este de obicei destul de lung. „Imprimarea în materiale alimentare este mult mai dificilă din punct de vedere tehnic decât plasticul sau metalele”, a spus Lipson. „Ei interacționează între ei în moduri foarte complexe.”
În plus, majoritatea imprimantelor 3D de alimente existente sunt limitate la ingrediente uscate, stabile la raft, deoarece majoritatea proteinelor și a produselor lactate prezintă un risc de deteriorare. „Totul trebuie să fie uscat, pentru că altfel ar trebui să-ți faci griji că ceva nu merge bine”, a spus Malivert. „Este o chestiune de sănătate”.
Apoi, este problema așteptărilor. „Trebuie să fim sensibili în legătură cu acest lucru”, a declarat Daniel Crossley, director executiv la Food Ethics Council din Marea Britanie, pentru Digital Trends. „Trebuie să începem cu problema pe care încercăm să o rezolvăm și să lucrăm înapoi și să încercăm să înțelegem impactul social și asupra sănătății al imprimării 3D a alimentelor. Nu sunt credincios în noutate de dragul noutății. ”
Chiar și unii din lumea culinară sunt sceptici. Tony Tantillo, expert în alimente și colaborator la CBS din New York, consideră că imprimantele 3D pentru alimente sunt mai potrivite pentru îmbinările de fast-food decât casele și restaurantele de ultimă generație. „Aceste două lucruri nu ar trebui să fie împreună”, a spus el într-un interviu recent. „„ Mâncare tipărită ”pentru o revistă, da. Dar să mănânci? Nu, nu. ”
Dar vremurile se schimbă. „Când oamenii au auzit pentru prima dată despre microunde, nu au înțeles tehnologia”, a declarat pentru Fortune Lynette Kucsama, CEO și fondator al Natural Machines. „Acum, 90% din gospodării au microunde.”
