Three-Dimensional Printing of Protein/Polysaccharide Mixed Gel Systems for Food Applications

Avec l'amélioration du niveau de qualité de la vie, il y a une demande croissante de formulations d’ingrédients alimentaires personnalisés et de conception d’aliments. La situation du vieillissement de la population a également accru les besoins en matière de composition des repas et de nutrition adaptées. De plus, avec la double augmentation attendue du nombre de personnes âgées de 65 ans ou plus au cours des trois prochaines décennies, le régime alimentaire en cas de dysphagie a attiré beaucoup d'attention. Cependant, l'apparence peu attrayante de ce régime (généralement à l'état écrasé ou en purée) entraîne une perte d'appétit, qui est directement liée à la malnutrition et à la perte de poids du patient souffrant de troubles de la déglutition. La fabrication additive (FA), également connue sous le nom d'impression 3D, est devenue une technologie émergente dans les applications alimentaires ces dernières années. Elle permet la fabrication d'aliments avec relativement moins de perte de matière, une forme plus complexe et un contrôle précis des ingrédients, montrant un grand potentiel pour complémenter la cuisine familiale et en clinique. Les protéines et les polysaccharides sont deux principaux types de macromolécules dans le système alimentaire. Elles jouent un rôle vital dans des fonctions nutritionnelles, structurelles et texturales complémentaires, faisant le système à base de protéines et de polysaccharides un bon candidat modèle pour l'impression 3D alimentaire. Cette thèse vise à développer des formulations d'encres à base de gels mixtes protéine/polysaccharide pour la fabrication additive en vue d’applications alimentaires. Tout d'abord, une encre alimentaire aqueuse à base de protéine/polysaccharide utilisant de la gélatine B (GB) et de la gomme de xanthane (XG) a été développée pour l'impression à écriture directe d’encre « direct ink writing » (DIW). GB et XG ont été choisis comme matériau d'encre, car ce sont des ingrédients alimentaires peu coûteux et couramment consommés. L'encre en gel de GB/XG présente des propriétés appropriées pendant et après le processus d'impression 3D, ce qui confère à un objet imprimé en 3D à 40 couches un motif clair à température ambiante. L'ajout d'ions calcium (Ca2+), un micronutriment nécessaire au quotidien, améliore les propriétés rhéologiques de l'encre, donc une plus grande fidélité de forme. De plus, il a également été constaté que les propriétés texturales peuvent être ajustées par le pourcentage de remplissage des échantillons imprimés.