Gli ingegneri della Columbia stampano e cucinano al laser un pasto in 3D

Immagina di sederti a una cena di tre portate in cui ogni piatto, dall’antipasto al dessert, è stato interamente stampato in 3D e cucinato al laser. Questa visione è diventata realtà alla Columbia University, dove i ricercatori hanno prodotto un pasto completo con protagoniste una crostata ispirata alla quiche, una pizza al cavolfiore e una torta al lime, tutte con consistenze che rivaleggiano con i metodi di cottura convenzionali. Sebbene la stampa 3D di alimenti sia migliorata in modo significativo, il raggiungimento di una consistenza autentica è rimasta una delle maggiori sfide della tecnologia. I metodi di cottura tradizionali non hanno la risoluzione spaziale necessaria per eguagliare la precisione della produzione additiva, rendendo difficile controllare l’applicazione del calore con la stessa precisione della deposizione del materiale.

Colmare il divario di texture nella stampa 3D di alimenti

Il progetto è stato guidato da Jonathan Blutinger durante il suo dottorato di ricerca in ingegneria meccanica presso la Columbia University, sotto la supervisione del professor Hod Lipson. Secondo quanto riportato dal Columbia Spectator, la ricerca si è svolta nell’arco di circa sei anni mentre il team esplorava se la cottura potesse essere controllata con lo stesso livello di precisione della fabbricazione digitale. Lo sforzo ha riunito studenti e ingegneri di più discipline all’interno dell’ecosistema di ricerca della Columbia.

Un esempio di carne alternativa stampata in 3D (Crediti foto: Steakholder Foods)

Al centro del progetto c’è l’integrazione della cottura a base laser direttamente nel processo di stampa 3D. Invece di stampare il cibo e trasferirlo in un forno, il sistema applica un riscaldamento laser localizzato durante la fabbricazione stessa. Questo metodo consente di cuocere selettivamente regioni specifiche di una struttura stampata preservandone la geometria complessiva.

Dagli ingredienti a un pasto pronto da servire

Il pasto dimostrativo è stato prodotto utilizzando 14 ingredienti provenienti da negozi di alimentari standard. Questi ingredienti sono stati preparati utilizzando i comuni strumenti di lavorazione degli alimenti prima di essere stampati. Regolando l’esposizione laser durante la stampa, i ricercatori hanno ottenuto consistenze che assomigliano più da vicino a quelle degli alimenti cotti convenzionalmente.

Il lavoro si basa su precedenti ricerche sulla stampa di alimenti condotte presso il Creative Machines Lab di Columbia. In un progetto precedente, il team ha creato un dessert stampato in 3D a sette ingredienti realizzato con inchiostri commestibili e deposizione a strati. Il lavoro precedente si concentrava sull’assemblaggio di alimenti multi-materiale e sollevava domande più ampie sul fatto che i futuri apparecchi di cottura potessero integrare la stampa 3D con metodi di riscaldamento basati su software. Il pasto di tre portate rappresenta un passo avanti nell’affrontare il problema della texture, una delle sfide più persistenti nella stampa 3D alimentare.

Il team di ricerca principale comprendeva Blutinger, Evan Lloyd Omo e Pol Bernat, con contributi da circa 30 a 40 studenti e ingegneri aggiuntivi. I loro risultati sono stati pubblicati a settembre sul Journal of Food Engineering, come riportato dal Columbia Spectator. La pubblicazione ha segnato una pietra miliare per l’esplorazione in corso da parte del gruppo della cottura controllata digitalmente.

Verso un nuovo modo di consumare il cibo?

Al di là delle novità sulle applicazioni, Blutinger ha sottolineato il potenziale per una preparazione del cibo più consapevole e trasparente. «Questo tipo di tecnologia potrebbe aiutare le persone, rendendole più consapevoli di ciò che mangiano, offrendo maggiore trasparenza sugli alimenti consumati e permettendo di tracciarli in modo molto più efficace», ha dichiarato. Secondo il Columbia Spectator, le ricerche future si concentreranno sulla valutazione di come i cibi stampati in 3D e cotti al laser si confrontino dal punto di vista nutrizionale con quelli preparati con metodi convenzionali.

Mentre il sistema rimane un prototipo di ricerca, il lavoro evidenzia come la cottura controllata digitalmente potrebbe affrontare una limitazione fondamentale della stampa alimentare 3D. L’approccio suggerisce nuove possibilità per la nutrizione personalizzata, gli alimenti modificati nella consistenza e la produzione alimentare basata su software. Sposta anche la conversazione dal fatto che i pasti completi possano essere stampati in 3D e a come tali sistemi potrebbero essere utilizzati in modo significativo in contesti del mondo reale. Buon appetito!

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*Crediti foto di copertina: Jonathan Blutinger Courtesy of Columbia Engineering