Potencial de alga Luche (Pyropia sp.) como ingrediente funcional para el desarrollo de impresión 3D de alimentos

Abstract

El presente trabajo aborda una investigación sobre el potencial de impresión en 3D de alimentos utilizando harina de alga Luche Pyropia sp. El objetivo principal del estudio fue evaluar la viabilidad de imprimir objetos alimentarios personalizados y sostenibles. Para alcanzar este objetivo, se llevaron a cabo diversas etapas en el proceso de investigación. En primer lugar, se recibió el alga Luche en su forma seca, la cual fue sometida a un proceso de molienda utilizando un molino ultracentrífuga Retsch ZM 200, con una configuración de 0,5 mm y una velocidad de 10,000 rpm. Posteriormente, se realizó un tamizado de las partículas resultantes, utilizando una malla de tamaño menor a 0,212 mm, con el fin de obtener harina de Luche de tamaño homogéneo. Una vez obtenida la harina de Luche, se procedió a realizar la mezcla con dos tipos de harina diferentes: harina de arroz y harina de maíz. Se establecieron proporciones específicas de mezcla para cada tipo de harina, que incluyeron relaciones de 0:100 (control), 40:60, 50:50 y 60:40, respectivamente. Cada mezcla se preparó utilizando 8,55 g de harina de Luche, y se añadieron 21 ml de agua a 100 °C para alcanzar un total de 29,55 g de muestra. Este volumen de muestra fue seleccionado para adaptarse a la capacidad máxima de las jeringas utilizadas en la máquina de impresión 3D. El análisis reológico se realizó utilizando un reómetro Haake RheoStress 1, que permitió evaluar el comportamiento de flujo y la viscosidad de las mezclas. Por otro lado, se utilizó un equipo de DSC PerkinElmer DSC 6000 para medir propiedades termo físicas como la transición de fase y estabilidad térmica. Los resultados obtenidos revelaron propiedades reológicas adecuadas para la impresión 3D y se determinaron los parámetros óptimos de impresión. Asimismo, los análisis termo físicos permitieron comprender el comportamiento térmico de las mezclas y su estabilidad durante el proceso de impresión. Estos hallazgos ofrecen perspectivas prometedoras para la innovación en la industria alimentaria, al permitir la creación de alimentos personalizados y equilibrados en términos de textura, sabor y apariencia. Además, se destaca la posibilidad de enriquecer el perfil nutricional de los alimentos impresos en 3D, abriendo nuevas oportunidades en el campo de la alimentación y la tecnología de impresión.

The present work deals with an investigation of the potential of 3D printing of food using flour from the Luche Pyropia sp. The main objective of the study was to evaluate the feasibility of printing personalized and sustainable food objects. In order to achieve this goal, several steps were taken in the research process. First, the Luche seaweed was obtained in its dry form, which was subjected to a grinding process using a Retsch ZM 200 ultracentrifuge mill, with a setting of 0.5 mm and a speed of 10,000 rpm. The resulting particles were then sieved with a mesh size of less than 0.212 mm, in order to obtain Luche flour of homogeneous size. Once the Luche flour was obtained, it was mixed with two different types of flour: rice flour and corn flour. Specific mixing proportions were established for each type of flour, which included ratios of 0:100 (control), 40:60, 50:50 and 60:40, respectively. Each mixture was prepared with 8.55 g of Luche flour, and 21 ml of water at 100 °C was added for a total of 29.55 g of sample. This sample volume was chosen to take into account the maximum capacity of the syringes used in the 3D printing machine. The rheological analysis was performed using a Haake RheoStress 1 rheometer, which allowed the evaluation of the flow behavior and viscosity of the blends. On the other hand, a PerkinElmer DSC 6000 DSC equipment was used to measure thermophysical properties such as phase transition and thermal stability. The results obtained showed suitable rheological properties for 3D printing and the optimal printing parameters were determined. Likewise, the thermophysical analyses allowed us to understand the thermal behavior of the blends and their stability during the printing process. These results offer promising prospects for innovation in the food industry, allowing the creation of personalized and balanced foods in terms of texture, taste and appearance. In addition, the possibility of enriching the nutritional profile of 3D printed foods is highlighted, opening up new opportunities in the field of food and printing technology.