À medida que a população global continua a envelhecer e a crescer, espera-se que a demanda por alimentos ricos em proteínas também aumente simultaneamente. Isso também causou preocupações com o aumento dos gases de efeito estufa, consumo de terra e água associados à criação convencional de animais para alimentação.
Em algumas partes da África, Ásia e América do Sul, as pessoas já estão recorrendo a fontes alternativas de proteínas de insetos, plantas e algas para alimentos sustentáveis ​​e ricos em nutrientes. No entanto, a ideia de consumir insetos pode ser um conceito desconfortável de digerir para o resto do mundo.

"A aparência e o sabor dessas proteínas alternativas podem ser desconcertantes para muitos. É aqui que a versatilidade da impressão 3D de alimentos se coloca à altura do desafio, pois pode transformar a forma como os alimentos são apresentados e superar a inércia das inibições do consumidor", explicou o Prof. Chua Chee Kai, coautor da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD).

Por exemplo, alimentos comumente conhecidos, como cenouras, podem ser misturados com proteínas alternativas, como grilos, para produzir um sabor mais familiar aos consumidores. Essa mistura de cenouras e grilos pode ser extrudada por uma impressora de alimentos 3D para criar um prato visualmente atraente que atrairia os sentidos.

No entanto, a combinação de diferentes tintas de alimentos e sua otimização para impressão 3D de alimentos é conhecida por ser uma tarefa trabalhosa, pois geralmente é feita usando uma abordagem baseada em tentativa e erro.

O professor Chua e a equipe do SUTD colaboraram com pesquisadores do Hospital Khoo Teck Puat (KTPH) e da Universidade de Ciência e Tecnologia Eletrônica da China (UESTC) para elaborar uma abordagem de engenharia sistemática para incorporar proteínas alternativas em tintas de alimentos de forma eficiente. Usando essa abordagem para a otimização de tintas de proteína, a equipe de pesquisa minimizou o tempo e os recursos reduzindo as execuções experimentais.

Em seu estudo, 'Abordagem de engenharia sistemática para otimização de tinta alimentar de impressão 3D fortificada com proteína alternativa multicomponente', que foi publicada em Food Hydrocolloids , a equipe usou a técnica de engenharia estabelecida, Response Surface Methodology, e a aplicou para uso na impressão 3D de alimentos.

O professor Yi Zhang, o principal investigador da UESTC, explicou:"As proteínas alternativas podem se tornar nossa principal fonte de ingestão de proteínas no futuro. alimentos nutricionalmente adequados enriquecidos com proteínas alternativas. Esperamos que nosso trabalho encoraje os consumidores a comer mais desses alimentos desconhecidos, mas sustentáveis."

A equipe de pesquisa usou a abordagem de design composto central para otimizar as formulações de tinta de proteína com três variáveis ​​– pó de cenoura, proteínas e goma xantana. O pó de cenoura ajudou a fornecer resistência mecânica, bem como sabor, nutrientes e cor às tintas formuladas.

Enquanto isso, eles experimentaram proteínas alternativas, como soja, espirulina, grilo, larvas de mosca soldado negra e sericina. As tintas formuladas foram testadas experimentalmente quanto à capacidade de impressão 3D e sinérese com tintas otimizadas, alcançando a máxima capacidade de impressão e sinérese mínima.

Aakanksha Pant, autor correspondente do artigo e pesquisador associado da SUTD, acrescentou que "este estudo de pesquisa também pode ser gene
para outros ingredientes alimentares e a resposta das tintas alimentares, como textura, capacidade de impressão, infiltração de água, podem ser incluídos para otimização . A abordagem do método de superfície de resposta pode levar os pesquisadores a adotar um método semelhante para otimizar as tintas alimentares 3DFP que constituem ingredientes alimentícios multicomponentes complexos."