Gâteau imprimé en 3D et quête pour fabriquer un réplicateur Star Trek

Avec les jetpacks, les hologrammes et les soins de santé universels, l'une des grandes promesses non tenues de l'avenir de style Star Trek est le réplicateur de nourriture. Peu de concepts ont plus d'influence à la fois sur les gourmets passionnés toujours à l'affût des dernières tendances en matière de restauration et sur ceux d'entre nous qui peuvent à peine se donner la peine de mettre une pizza surgelée au four qu'une boîte dans votre maison qui peut créer n'importe quel repas que vous désirez.

Vous appuyez sur un bouton, et la machine ronronne et émet un bip et crée le délicieux plat de votre choix, pas besoin de hacher, de mariner ou de saisir à la poêle. C'est une idée bien trop belle pour être vraie, mais nous sommes peut-être un peu plus près de cette utopie paradisiaque que vous ne le pensez.

Des chercheurs de l'Université de Columbia ont récemment réussi à imprimer en 3D un gâteau au fromage, dans un processus aussi délicieux que cela puisse paraître. Ils ont détaillé leurs découvertes dans un article de npj Science of Food, et nous avons parlé à l'auteur principal Jonathan Blutinger pour savoir comment ils l'ont fait.

Le matériel d'impression est encore en phase de recherche et n'est pas prêt pour les consommateurs, mais il a imprimé avec succès un gâteau au fromage entièrement comestible. Les tests effectués par les chercheurs impliquaient de superposer des biscuits Graham, du beurre de cacahuète, du Nutella, de la purée de banane, de la confiture de fraise, un filet de cerise et du glaçage en un seul dessert (probablement extrêmement sucré).

Le principe de la machine est similaire à une imprimante 3D à usage domestique, mais remplace les bobines de filament plastique par ce que les chercheurs appellent des "encres alimentaires". Les aliments sont transformés en purée et chargés dans des récipients de qualité alimentaire prêts à l'emploi, qui sont extrudés par la machine pour déposer des couches de chaque saveur selon les besoins.

Chaque impression est un processus délicat et laborieux sur la machine actuelle, et il faut du temps pour configurer et peaufiner chaque élément individuel de l'impression. Le groupe travaille sur un moyen de simuler des impressions avant de les exécuter, pour économiser du temps et du matériel. Mais pour arriver à ce point, il a fallu passer par de nombreuses impressions ratées – qui étaient apparemment une corvée pour les chercheurs, même si elles sont plutôt agréables pour un public.

"Cela m'a vraiment fait mal à l'intérieur quand cela s'est produit", a déclaré Blutinger avec un soupir. "C'était difficile à regarder."

Il y a quelques règles essentielles de l'impression alimentaire qui ont émergé de ce mélange d'impressions réussies et ratées. Vous devez utiliser des ingrédients plus fermes pour construire des éléments structurels comme des murs qui peuvent être remplis d'ingrédients plus mous, effiler les murs de ces structures afin qu'ils soient plus épais et le bas et plus minces en haut ; n'oubliez pas de laisser de la place pour la buse d'impression lorsque vous utilisez des ingrédients comme garniture.

De nombreux principes d'impression utilisant de la nourriture sont similaires aux principes de construction que nous voyons dans d'autres contextes, comme la construction de maisons. Il s'avère que les axiomes d'ingénierie s'appliquent toujours, que vous construisiez en brique ou en banane.

Aussi soignée que soit cette technologie, les chercheurs travaillant dans ce domaine sont parfaitement conscients du facteur de malaise que les gens peuvent ressentir à propos de ce qu'ils mangent. Dans un monde où de nombreuses personnes essaient de manger plus d'aliments entiers et de consommer moins d'additifs, la technicisation des aliments en pâtes imprimables pourrait être rebutante.

L'une des façons dont le groupe de Blutinger aborde ce défi est de garder les ingrédients qu'ils utilisent dans leurs projets proches de ceux que vous trouveriez dans n'importe quelle cuisine. Les bananes utilisées dans leurs cheesecakes, par exemple, ont été achetées à l'épicerie (le journal précise qu'il s'agissait d'Appletree Market à New York, vraisemblablement au cas où une réplication serait nécessaire) et écrasées à la main par les chercheurs eux-mêmes.

("Nous avons écrasé une banane à la main avec une fourchette jusqu'à ce que la consistance soit uniforme pour nous assurer que la pointe de la buse ne serait pas obstruée pendant l'extrusion", déclare l'article, dans un concurrent sérieux pour ma phrase préférée de tous les temps publiée dans un article académique.)

C'était un choix délibéré de garder les ingrédients utilisés dans le gâteau au fromage proches du familier. "Cela irrite suffisamment les gens pour que la nourriture qu'ils mangent soit considérée comme" imprimée "", a déclaré Blutinger. "Nous avons donc eu ce changement mental que nous avons dû travailler avec des ingrédients que les gens connaissaient. Il fallait que ce soit des choses de l'épicerie, des choses avec lesquelles nous avons l'habitude d'interagir au quotidien."

Le groupe travaille avec un nutritionniste et ils restent à l'écart de ce qu'il a décrit comme "des goops et des poudres" pour essayer de mettre les gens à l'aise avec l'idée de cette nouvelle façon de préparer les plats. "Nous utilisons les mêmes choses avec lesquelles vous cuisinez habituellement, c'est juste que la façon dont il est assemblé est différente", a-t-il déclaré.

Il existe encore des problèmes pratiques liés au travail avec des ingrédients alimentaires frais, comme la nécessité de stocker certains articles à des températures particulières. Le système actuel consiste à charger les aliments dans les tubes de qualité alimentaire, puis à conserver ces tubes au réfrigérateur au besoin et à nettoyer soigneusement la machine après chaque utilisation. Ce genre de chose pourrait être automatisé à l'avenir pour garantir la sécurité alimentaire, ce qui signifie que les aliments imprimés seraient tout aussi sûrs et sains, voire plus, que les aliments préparés à la main.

C'est toujours un changement mental de penser à la préparation des aliments de cette manière, mais cela n'a pas besoin d'être négatif en termes de palatabilité. "Si quelque chose que je pense d'une manière étrange, cela vous rapproche de la nourriture", a déclaré Blutinger. "Parce que vous pouvez voir tous les ingrédients qui entrent dans sa composition, et vous pouvez le voir se faire devant vous."

Les aliments imprimés en 3D sont un domaine d'intérêt croissant, et ils apparaissent déjà dans des domaines auxquels vous n'auriez peut-être pas pensé. Un domaine dans lequel l'impression 3D est déjà utilisée est celui des substituts de viande à base de plantes, où diverses entreprises utilisent la technologie pour produire des aliments qui ont la texture et la saveur de la viande mais sans nuire aux animaux.

"Si vous considérez l'impression 3D comme le contrôle d'une perle de nourriture à l'échelle millimétrique, chacune de ces perles pourrait être une fibre musculaire ou une fibre grasse dans un steak imprimé", a expliqué Blutinger. "Ainsi, vous pouvez créer vos propres motifs de marbrures uniques." (Il fait également des recherches dans ce domaine pour la société israélienne Redefine Meat.)

Des steaks à base de plantes imprimés en 3D sont actuellement produits et consommés, principalement en Europe, mais l'avenir pourrait voir un éventail beaucoup plus large de possibilités d'impression alimentaire. Une chose que l'impression 3D peut faire que les cuisiniers humains ne peuvent généralement pas - à l'exception de quelques chefs professionnels hautement qualifiés - est de préparer des ingrédients en couches extrêmement fines, en modifiant la façon dont les saveurs se fondent ou se complètent.

"Prenez un dîner typique : hier soir, j'ai mangé du saumon, des champignons, des asperges et du riz", a déclaré Blutinger. "Si je pouvais superposer cela d'une nouvelle manière et entrelacer ces ingrédients pour créer une saveur que je n'ai jamais eue auparavant, c'est une idée plutôt cool."

Pour les créations alimentaires plus complexes, nous aurons besoin d'un moyen non seulement d'assembler les aliments, mais aussi de les cuisiner. Le groupe de Blutinger y travaille également avec une nouvelle méthode appelée cuisson au laser, qui utilise des lasers qui peuvent pénétrer dans les aliments pour les cuire à l'intérieur ou à l'extérieur selon les besoins. Il est possible qu'un futur appareil puisse combiner l'impression 3D et la cuisson au laser pour une solution unique pour préparer toutes sortes de repas et de collations.

Jusqu'à présent, la plupart des travaux sur l'impression 3D d'aliments se sont concentrés sur la tentative de recréer des plats familiers à l'aide de cette nouvelle technologie. C'est particulièrement utile pour personnaliser les commandes individuelles, comme une machine qui pourrait facilement faire un lot de hamburgers pour une famille, dont l'un n'a pas d'oignons et l'autre a du ketchup supplémentaire. Mais ses adhérents disent que son potentiel est bien plus vaste que cela.

La vision est qu'une imprimante 3D devienne un appareil de base dans n'importe quelle cuisine, utilisée pour tout, de l'assemblage de repas sains et personnalisés à la maison à la production de créations sauvages pour les restaurants haut de gamme.

Et cela signifie que les types d'aliments que nous fabriquons avec une imprimante pourraient être en grande partie nouveaux. "La plupart des aliments que nous avons l'habitude de manger ont été optimisés pour nos appareils et ustensiles de cuisine", a déclaré Blutinger. Prenez la pizza bien-aimée, qui est parfaitement adaptée pour être assemblée à la main et cuite dans un four chaud - une version imprimée en 3D est peu susceptible d'améliorer ce classique raffiné depuis longtemps.

Mais les aliments imprimés en 3D pourraient devenir quelque chose de totalement différent. En raison de la façon dont il peut déposer de fines couches, il peut créer des sensations alimentaires entièrement nouvelles - comme le cheesecake, qui était apparemment intéressant à manger car chacun de ses sept ingrédients pouvait être dégusté en une vague. "Cela change la façon dont vous devez penser à l'assemblage des aliments", a déclaré Blutinger.

Pour l'instant, cependant, nous commençons tout juste à explorer ce nouveau monde de possibilités alimentaires, et cela commence par ces desserts imprimés aux saveurs non conventionnelles. Alors peut-être que la question la plus importante est simple : les chercheurs ont-ils mangé le gâteau au fromage qu'ils ont imprimé, et était-il savoureux ?

"Ouais!" dit Blutinger. "C'était bon."