Chocolat personnalisé Procédé d’impression 3D synchronisé et multiéchelle dans la production alimentaire

La technologie d’impression 3D suscite également un intérêt croissant dans le secteur agroalimentaire. Elle ouvre de nouvelles perspectives, notamment dans la fabrication de produits personnalisés présentant une texture spécifique et des compositions variables. Il reste toutefois d’importants obstacles à surmonter pour que cette technologie puisse s’imposer à grande échelle dans l’industrie. Il faut notamment augmenter les cadences de production, mettre au point des préparations alimentaires adaptées à l’impression et respecter de strictes normes d’hygiène.

Soutenue par BRIDGE, un programme commun du Fonds national suisse et d’Innosuisse, la BFH développe, en collaboration avec l’EPF de Zurich, des technologies permettant la production additive rapide et adaptée à l’industrie d’aliments à diverses structures.

Dans un premier temps, le domaine d’application retenu a été celui des confiseries au chocolat. Un nouveau procédé de fabrication doit permettre de réduire les quantités d’arômes couteux ou de sucres indésirables sur le plan nutritionnel, sans pour autant altérer la perception du gout sucré chez les consommateurs et consommatrices.

Pour exploiter pleinement le potentiel de l’impression 3D dans l’optimisation des produits alimentaires, il est nécessaire de bien comprendre comment se forment les sensations gustatives. La langue joue un rôle essentiel. Outre sa fonction kinesthésique (perception du mouvement) et la perception des propriétés des aliments, elle peut percevoir les saveurs sucrée, amère, acide, salée et umami. Cette capacité sensorielle est assurée par l’interaction de différents récepteurs gustatifs, qui transmettent les signaux captés aux régions supérieures du cerveau par le biais des voies nerveuses.

De premiers essais de consommation montrent que la perception du gout sucré augmente lorsque les récepteurs gustatifs concernés sont stimulés avec une intensité variable plutôt qu’à un niveau constant. Le placement ciblé des édulcorants grâce à l’impression 3D permet donc de réduire la quantité d’édulcorants sans que le chocolat ne soit perçu comme moins sucré.

Pour la fabrication d’un chocolat ainsi « optimisé », on a opté pour une approche hybride d’impression 3D afin d’assembler les différents ingrédients. Une pâte au chocolat constitue la base du produit. Un procédé spécialement mis au point permet de la mouler à la forme souhaitée au moyen d’une buse qui reste stable.

Une fois la base déposée sur un tapis roulant, des robots synchronisés assemblent le chocolat selon un modèle numérique. Un robot équipé d’une pompe doseuse applique une pâte émulsionnée à base de beurre de cacao sur la base en chocolat. Elle apporte une saveur et une texture supplémentaires au produit. Un deuxième robot équipé de micro-injecteurs applique d’autres arômes et édulcorants sur le produit selon la disposition souhaitée.

Le grand avantage de ce procédé réside dans l’importante flexibilité qu’il offre en matière de configuration des produits. La géométrie de la forme de base de même que le placement et la disposition du beurre de cacao émulsionné et des arômes peuvent être adaptés rapidement. Cela permet à tout moment d’ajuster le chocolat aux exigences gustatives et nutritionnelles des consommateurs et consommatrices sur une seule et même ligne de production, sans interruption majeure de celle-ci. Le fonctionnement synchronisé, associé à la forme de base extrudée, permet en outre d’accélérer la cadence de production par rapport aux procédés d’impression 3D classiques.