Elton Alisson | Agência FAPESP – Em um futuro próximo, imagina-se que será possível produzir alimentos com formatos, texturas, sabores e cores personalizadas, mais atraentes e saudáveis para crianças e idosos, por exemplo, por meio de impressão 3D.
Um grupo de pesquisadores da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), em parceria com colegas da Ecole Nationale Vétérinaire Agroalimentaire et de l’Alimentation Nantes Atlantique (Oniris) e do Institut National de la Recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE), da França, está avançando na viabilização dessa ideia. Eles desenvolveram géis à base de amidos modificados que podem ser usados como “tintas” para a produção de alimentos por impressão 3D.
Engenheiros de alimentos da Esalq-USP e da França desenvolveram géis à base de amidos modificados para serem usados como “tintas” para criar produtos alimentícios e novos materiais pela técnica de manufatura aditiva (foto: Bianca C. Maniglia/USP)
Resultados mais recentes do projeto, apoiado pela FAPESP, foram publicados na revista Food Research International.
“Desenvolvemos ao longo dos últimos anos diferentes tecnologias para modificação de amidos e obter géis com as características ideais para serem usados como ‘tintas’ para produzir alimentos por impressão 3D”, diz à Agência FAPESP Pedro Esteves Duarte Augusto, professor da Esalq-USP e coordenador do projeto.
Os primeiros géis produzidos pelos pesquisadores durante um projeto anterior, também apoiado pela FAPESP, foram à base de amido de mandioca. Para obtê-los, desenvolveram e empregaram, inicialmente, um método de modificação da estrutura e propriedades de amidos da planta com ozônio.
O método consiste na aplicação de uma descarga elétrica no oxigênio para produzir ozônio. O gás é então borbulhado em um recipiente com uma mistura de água e amido de mandioca em suspensão. A mistura é seca para retirada da água e obtenção do amido modificado.
Ao variar as condições do processo, com a concentração de ozônio, temperatura e o tempo, foi possível obter géis com propriedades distintas de consistência, apropriadas para a impressão.
“Ao controlar as condições do processo, conseguimos obter tanto géis mais fracos, que são mais interessantes para outras aplicações, como géis mais firmes, ideais para impressão 3D por manterem a forma da estrutura impressa, sem escorrer ou perder água”, afirma Augusto.
Nos últimos dois anos, os pesquisadores desenvolveram outro método de modificação de propriedades de amidos por aquecimento a seco em que amidos de mandioca e de trigo são aquecidos em um forno, sob temperatura e tempo controlados.
Por meio do novo método também foi possível obter géis à base de amidos modificados de mandioca e de trigo com bom desempenho de impressão – medido pela capacidade de formar um objeto 3D por deposição de camada por camada e de manter a estrutura uma vez impresso. A nova técnica também permitiu ampliar as possibilidades de textura das amostras impressas com gel de amido de trigo.
“Obtivemos bons resultados com ambos os métodos, que têm as vantagens de serem simples, baratos e fáceis de serem implementados em escala industrial”, ressalta Augusto.
As amostras de gel de amido de mandioca e de trigo foram impressas na Oniris e no INRAE, na França, por meio de um projeto voltado a desenvolver géis para impressão 3D com base em amidos funcionais, financiado pela região francesa de Pays de la Loire por meio de um programa chamado “Food 4 tomorrow”.
Por meio da parceira com os franceses, a pesquisadora da Esalq Bianca Chieregato Maniglia fez pós-doutorado na Oniris e no INRAE, onde pôde aplicar as técnicas de modificação de amido de mandioca e de trigo por ozônio e por tratamento térmico a seco para obter géis para impressão 3D de alimentos.
As técnicas foram desenvolvidas em parceria com outros pesquisadores vinculados ao Grupo de Estudos em Engenharia de Processos (Ge²P) da Esalq-USP.
“Juntando a experiência de todos os pesquisadores envolvidos no projeto, conseguimos obter géis com melhor qualidade de impressão, resultando em alimentos com melhor forma, definição e textura, que são parâmetros essenciais para a aceitabilidade do produto”, afirma Maniglia.
Novos ingredientes
Os pesquisadores da Esalq-USP pretendem estudar, agora, outros métodos de modificação e fontes para produção de géis para impressão 3D de alimentos.
Com a recente aquisição de uma impressora 3D pela Esalq-USP, será possível imprimir as estruturas desenvolvidas com os novos géis também na instituição.
“Em razão da pandemia da COVID-19, não conseguimos nem tirar a impressora da embalagem. Mas a ideia é que, com o retorno das atividades e a volta da Bianca à Esalq, em novembro, comecemos a fazer as impressões com os géis também aqui”, diz Augusto.
Os géis com amidos modificados de mandioca e de trigo podem ser usados como base para impressão de alimentos, como uma sobremesa. O objetivo dos pesquisadores, porém, é estender para aplicações em áreas como a biomédica, para produzir cápsulas de remédios ou alimentos com ingredientes com a função não só de nutrir, mas também de conferir benefícios à saúde – os chamados nutracêuticos.
“Conseguimos demonstrar a viabilidade da ideia de produzir alimentos por impressão 3D e obter ingredientes tailor made [feitos sob medida]. A ideia, agora, é expandir as aplicações e testar outras matérias-primas”, afirma Augusto.
O artigo Dry heating treatment: A potential tool to improve the wheat starch properties for 3D food printing application (DOI: doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109731), de Bianca C. Maniglia, Dâmaris C. Lima, Manoel da Matta Júnior, Anthony Oge, Patricia Le-Bail, Pedro E.D. Augusto e Alain Le-Bail, pode ser lido na revista Food Research International em www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996920307560.