Une nouvelle méthode d’impression 3D à froid pour le chocolat

impression 3d de chocolat à froid

Effet de la concentration de cacao dans les encres à base de chocolat. Les maillages imprimés en 3D de (a) encres à base de sirop (S0 à S25), et (b) encres à base de pâte (P0 à P12) sont représentés à deux points dans le temps : 0 min (immédiatement après l’impression) et 30 min après l’impression. Source: Scientific Reports

Des chercheurs de l’Université de technologie et de conception de Singapour (SUTD), ont mis au point une nouvelle méthode étonnante permettant d’imprimer le chocolat à froid, c’est à dire à température ambiante. Habituellement les imprimantes 3D chocolat fonctionnent selon un système d’extrusion à piston et de seringue, où le chocolat doit être tempéré entre 31 et 36 °C. Cette plage de température permet d’avoir une matière suffisamment liquide pour être extrudée, mais sans excès pour que les couches déposées puissent supporter le poids des suivantes. Une fois redescendu à température ambiante, le chocolat se solidifie.

Pour s’affranchir des contraintes de cette technique, Rahul Karyappa Et Michinao Hashimoto deux chercheurs du département Soft Fluidic, expliquent dans un rapport publié dans la revue scientifique Nature, comment ils ont développé une nouvelle technique basée sur l’utilisation d’encres à chocolat. Appelée Ci3DP (Chocolate-based Ink Three-dimensional Printing), celle-ci repose sur des produits facilement disponibles, tels que les pâtes et les sirops, qui sont mélangés à de la poudre de cacao pour modifier la rhéologie de l’encre, c’est à dire son écoulement.

En testant un grand nombre de combinaisons et de concentrations de cacao, puis observé leurs effets sur différents types de structures imprimées, les chercheurs sont arrivés à la formulation idéale qui répondait aux exigences d’adhérence et de résistance des couches. Les encres à base de chocolat qui avaient une concentration élevée de poudre de cacao par exemple, présentaient des propriétés d’amincissement par cisaillement avec une viscosité élevée qui rendait difficile leur écoulement. Les tests comprenaient également des structures 3D solides en forme de cône par exemple, contenant un sirop de chocolat liquide comme garniture.

« Nous avons identifié les paramètres de fonctionnement pour la modélisation 3D réussie d’encres à base de chocolat afin d’assurer une fixation correcte entre les couches imprimées, et avons démontré la fabrication de modèles 3D constitués d’encres à base de chocolat sans contrôle de la température. » Peut-on lire dans le rapport.

Des aliments personnalisés dans une large gamme de matériaux avec un contenu nutritionnel optimisé

impression 3d de chocolat selon la méthode Ci3DP

Images optiques de structures imprimées en 3D imprimées par impression 3D à l’encre directe à base de chocolat. (a-f) Structures 3D de matériaux à base de chocolat, imprimées avec S20 et S25. g) Une structure 3D, imprimée avec S20, d’un dragon directement imprimé sur un biscuit comme substrat sous-jacent. Barres d’échelle = 1 cm. Source: Scientific Reports

Aussi fournie et rigoureuse soit cette étude, elle occulte un point essentiel, à savoir celui du goût. En effet, le chocolat est un aliment particulièrement sensible aux changements de température. Pour obtenir un résultat lisse, brillant et qui casse nette, celui-ci doit être parfaitement tempéré. Un mauvais tempérage peut à l’inverse altérer son goût et sa consistance, ou faire apparaître des marbrures. C’est pourquoi des tests organoleptiques auraient été nécessaires pour juger pleinement de la méthode Ci3DP.

Si plusieurs fabricants comme 3D Systems et XYZprinting ont développé leurs propres imprimantes 3D à chocolat, nombre d’entre-eux ont échoué dans leur développement. Choc Edge et byFlow, et plus récemment Cadbury, font partie des rares entreprises à tirer leur épingle du jeu. Les chocolatiers utilisent le plus souvent l’impression 3D de manière indirecte en fabricant des moules.

Les chercheurs suggèrent que leur méthode Ci3DP pourrait être appliquée à d’autres matériaux comestibles pour l’impression 3D, avec des textures adaptées et un contenu nutritionnel optimisé. « Le Ci3DP est capable de fabriquer des aliments personnalisés dans une large gamme de matériaux avec des textures adaptées et un contenu nutritionnel optimisé. Cette nouvelle approche élargit également les capacités de l’industrie en matière d’impression 3D -extrusion de produits alimentaires sensibles à la température. » A déclaré Michinao Hashimoto, professeure adjointe de SUTD.

cone solide imprimé en 3D avec chocolat fondu

L’enchaînement des étapes permettait d’imprimer du chocolat avec une garniture interne. b) Structure 3D d’une enceinte conique contenant un sirop de chocolat liquide comme garniture. c) Une image optique mettant en évidence le sirop de chocolat liquide s’écoulant de l’enveloppe imprimée en 3D. Barres d’échelle = 1 cm. Source: Scientific Reports