En un mundo ideal, las personas tendrían fácil acceso a frutas y verduras frescas a precios asequibles. No vivirían en desiertos alimentarios y entre el 30 % y el 40 % de los alimentos producidos en Estados Unidos no se perderían anualmente por sobreproducción, excedentes y desperdicio.
por la Universidad de Arkansas
Ante la falta de perfección, es fundamental mejorar la producción, distribución, duración y nutrición de los alimentos. Con ese fin, Ali Ubeyitogullari, profesor adjunto de ingeniería alimentaria en los departamentos de Ciencia de los Alimentos e Ingeniería Biológica y Agrícola de la Universidad de Arkansas, se ha dedicado a impulsar la ciencia de los alimentos hacia una nueva dirección: la impresión 3D.
«Trabajamos en la intersección de la ingeniería alimentaria y la salud humana para mejorar la dieta de las personas», explica.
El nativo de Turquía creció alrededor de los huertos de olivos de la familia en Antioquía, pero no tenía ningún interés particular en la comida, ya sea como agricultor o como chef.
«La verdad», bromea, «mis padres me decían que necesitaban a alguien para recoger las aceitunas. Yo les respondí: ‘¡Lo siento, no puedo ayudar!'».
Pero cuando asistió a la Universidad Técnica de Oriente Medio en Ankara, descubrió que podía especializarse en ingeniería alimentaria, un departamento prácticamente desconocido en Estados Unidos. Le pareció «superdivertido». Cinco años después de su nombramiento conjunto con la División de Agricultura del Sistema Universitario de Arkansas y la U de A, es un defensor enérgico y comprometido del futuro de los alimentos mediante la impresión 3D.
A primera vista, la comida impresa en 3D podría parecer monstruosa. La producción de alimentos ultraprocesados llegó a su desenlace fatal: una masa industrializada que los robots esparcen como si fueran piezas de plástico. Pero Ubeyitogullari cree que es un malentendido. En cambio, prevé un futuro donde la impresión 3D de alimentos sea más eficiente —en términos de reducción de residuos, tiempo de producción y consumo energético—, más flexible e incluso más nutritiva, lo cual constituye un objetivo principal de su investigación: la alimentación como medicina.
William Gibson dijo la famosa frase: «El futuro ya está aquí. Sólo está distribuido de manera desigual».
Si quieres probarlo, puedes encontrarlo en el laboratorio de Ali Ubeytitogullari.
El caso de la impresión de alimentos
En primer lugar, hay que decir que la ciencia de la impresión 3D de alimentos no está tan avanzada como la de su fabricación, por lo que mucho de lo que Ubeyitogullari anticipa puede tardar una década o más.
Dicho esto, Ubeyitogullari ya está imprimiendo en 3D masas para galletas y harinas en su laboratorio, por lo que, si bien puede llevar algún tiempo ampliar, acelerar e identificar las mejores formulaciones para alimentos imprimibles, hay pocas dudas de que la tecnología continuará madurando como lo ha hecho en la fabricación.
En segundo lugar, enfatiza que la materia prima será la misma en la impresión 3D que en el procesamiento tradicional (básicamente, la diferencia radica en construir un producto capa a capa frente a extruirlo a través de un molde). Imaginemos una zanahoria imperfecta: se bifurca en un extremo, es demasiado larga para venderla en un paquete o simplemente tiene un aspecto extraño, como Bárbol de El Señor de los Anillos.
La mayoría de los compradores evitan comprar productos defectuosos. Puede que haya otros productos que incluyan estas verduras incompletas, como sopas, purés o pienso para perros, pero puede que no los haya.
La impresión 3D da paso a las zanahorias imperfectas. Se pueden liofilizar, triturar o deshidratar; cualquier proceso que permita convertirlas en biotinta y rociarlas a través de una boquilla, generalmente en combinación con un líquido para facilitar su flujo.
Aquí los beneficios de la impresión se hacen más evidentes. Ubeyitogullari señala que a muchos niños no les gusta comer verduras, pero se les puede convencer de hacerlo si se les presentan formas divertidas. Con la impresión 3D, el software puede configurar fácilmente la biotinta en formas divertidas. Ha experimentado convirtiendo la biotinta de brócoli y zanahoria en bocadillos con forma de Bob Esponja o la tinta de chocolate en un Razorback. Esta podría ser una forma de reducir el desperdicio de alimentos.
Ubeyitogullari también cree que la flexibilidad de la impresión 3D podría ayudar a mitigar los efectos de la disfagia, una afección médica que dificulta la deglución y que afecta a entre 300.000 y 700.000 estadounidenses cada año. Esta afección es más común entre las personas mayores, que se limitan a comer alimentos blandos.
«Se pierde realmente el sentido de la comida», comenta Ubeyitogullari, «como si no se pudiera entender qué se está comiendo a partir del puré». La impresión 3D podría devolver a los alimentos su aspecto y forma originales, pero con una consistencia más suave para facilitar su deglución. Recuperar la sensualidad de los alimentos también podría ayudar a reducir la pérdida de peso.
La impresión 3D también eliminaría la necesidad de reconfigurar las líneas de producción, ya que los únicos cambios entre productos serían las actualizaciones de software y el cambio de cartuchos de biotinta. Ubeyitogullari también cree que sería relativamente fácil transportar conjuntos de impresión 3D a zonas de desastres ambientales, estaciones de ayuda humanitaria o incluso a bordo de estaciones espaciales para proporcionar comidas al estilo de las raciones de comida preparada (MRE).
La diferencia radica en que los alimentos impresos en 3D no tienen por qué ser universales. Pueden personalizarse para satisfacer necesidades dietéticas específicas, ya sean las de un soldado que realiza trabajos pesados, un astronauta que lucha contra la atrofia muscular o una persona desplazada que sufre desnutrición.
En última instancia, sin embargo, Ubeyitogullari cree que la capacidad de personalizar los alimentos para hacerlos más nutritivos será la fuerza impulsora detrás de la impresión 3D, en lugar de la capacidad de reducir el desperdicio o recortar costos a través de eficiencias de producción.
Por ello, mejorar la nutrición es el objetivo principal de su investigación.
Escritura con tinta comestible
Una línea de investigación de Ubeyitogullari es mejorar la biodisponibilidad de los compuestos bioactivos en los alimentos. Los compuestos bioactivos son sustancias químicas naturales presentes en frutas, frutos secos, semillas y verduras que contribuyen a la reducción del riesgo de enfermedades como el cáncer, la diabetes y los trastornos cardiovasculares, además de contribuir a la salud y el bienestar general. Los probióticos, como los presentes en los cultivos de yogur, son microorganismos que promueven la salud intestinal.
Un número cada vez mayor de investigaciones indica que la microbiota intestinal desempeña un papel fundamental en el eje intestino-cerebro, ayudando a regular el estado de ánimo, la salud mental y la respuesta inmunitaria.
El problema con los compuestos bioactivos es su biodisponibilidad y estabilidad química, lo que puede provocar una vida útil relativamente corta y una baja absorción en el organismo.
«Su biodisponibilidad es muy baja, por lo que al consumirlos no se obtienen todos sus beneficios», explica Ubeyitogullari. Estima que, debido a su baja tasa de absorción intestinal y su corta vida útil, solo absorbemos alrededor del 1 % de los compuestos bioactivos que consumimos.
En cuanto a los probióticos, el problema es que a menudo no pasan del estómago al colon, donde son necesarios (y en ocasiones son neutralizados por los antibióticos). Por ello, el laboratorio de Ubeyitogullari está estudiando la posibilidad de infundir microbios probióticos en un medio de pectina de alginato para protegerlos de los ácidos estomacales.
Un artículo anterior sobre esta investigación señaló que «el alginato es un extracto de algas marinas y la pectina es el gel presente en las gelatinas. El material de alginato-pectina es resistente a niveles bajos de pH (altamente ácido) en los ácidos del estómago, pero se abre en los niveles menos ácidos que se encuentran en el colon».
Este proceso de infusión de compuestos bioactivos en una matriz alimentaria más sustanciosa se llama encapsulación.
Ubeyitogullari explica el proceso así: «Utilizamos diferentes biopolímeros de grado alimenticio, básicamente ingredientes alimentarios de uso diario en la cocina. Nos interesan principalmente los que forman hidrogeles o geles porque buscamos una estructura porosa. El almidón, al mezclarlo con agua y calentarlo, forma un gel».
Forma estructuras porosas muy finas que permiten cargarlas con compuestos bioactivos y, al mismo tiempo, al encapsularlas, se reduce el tamaño del compuesto, pero también se protege físicamente del medio ambiente. Esto se puede combinar con la impresión 3D para controlar con precisión la distribución de esos compuestos bioactivos en la matriz alimentaria.
Por ejemplo, si se obtiene ese compuesto bioactivo y se tiene almidón y se mezcla aleatoriamente, ¿qué sucede? No se tiene control sobre los biocompuestos en la superficie del almidón ni sobre la cantidad que se incorpora. Por lo tanto, con la impresión 3D, se puede ajustar y localizar con precisión dónde se colocan esos compuestos en una matriz alimentaria.
La harina de sorgo es otro ingrediente que Ubeytiogullari está analizando. El sorgo es un ingrediente atractivo para nuevos productos alimenticios porque no contiene gluten, es rico en fibra y proteínas (para ser una planta), se digiere lentamente y es tolerante a la sequía.
Se utiliza como sustituto de la carne y como ingrediente en barritas de proteína. Además, posee propiedades antiinflamatorias y antioxidantes gracias a sus compuestos bioactivos, lo que la convierte en una biotinta atractiva. Ubeyitogullari colabora con Sorour Barekat, investigadora postdoctoral del Departamento de Ciencias de la Alimentación, para desarrollar un novedoso gel imprimible en 3D a partir de proteína de sorgo.
En otro proyecto de investigación, Ubeyitogullari, Barekat y Safoura Ahmadzadeh, otra investigadora postdoctoral, están experimentando por primera vez con el aumento de la biodisponibilidad de la luteína, asociada con la salud ocular, y de las antocianinas, que están asociadas con una mejor salud visual y neurológica, en geles de almidón/zeína.
Se seleccionó almidón de maíz para la capa exterior debido a su excelente capacidad de extrusión y retención de forma, mientras que se utilizó zeína, un material hidrófobo elaborado a partir del maíz, en la capa central.
Se están realizando experimentos con velocidades de boquillas, porcentajes de almidón y otros ingredientes.
Bienvenido a la máquina
De nuevo, Ubeyitogullari no cree que nada de esto deba sustituir las frutas y verduras frescas ni los cereales integrales. Pero si se te pudre el pepino o no puedes ir a la tienda después del trabajo, si te molesta el precio de los productos orgánicos o te repugna el sabor del brócoli, ¿por qué no buscar alternativas más saludables? ¿Por qué no intentar que los alimentos procesados que consumimos sean más sanos y generen menos desperdicio?
Aun así, admite, puede ser una batalla cuesta arriba cuando se trata de cambiar la percepción pública.
«Es un debate muy válido desde la perspectiva del consumidor», afirma, «pero ha habido ejemplos similares en el pasado y creo que con más conocimiento y ejemplos podremos superarlo. Lo mismo ocurrió con el microondas. La gente pensaba que el microondas estaba haciendo comida Frankenstein, radiactiva, etc. Pero ahora todos los hogares tienen un microondas. Creo que la gente verá que una impresora 3D es solo otra herramienta de cocina para procesar alimentos».
Incluso anticipa un día en el que usted podría usar su teléfono inteligente para pedir una comida a domicilio, agregar algunos suplementos nutricionales o medicamentos y encontrarlo esperándolo cuando llegue a casa del trabajo.
Retroceda o regocíjese ante la idea: el futuro de la alimentación ya está aquí.
Nota editorial:
Este artículo ha sido elaborado con fines divulgativos a partir de información pública y fuentes especializadas, adaptado al enfoque editorial del medio para facilitar su comprensión y contextualización.
