Пищевой 3D-принтер с системой «умных» рецептов, который печатает продукты питания с заданными свойствами, создали ученые Московского государственного университета пищевых производств (МГУПП).
Новое устройство на 99 % состоит из отечественных комплектующих и может использоваться для конструирования вендинговых автоматов, печатающих продукцию по заказу клиента. 3D-принтер уже печатает тестом и шоколадом, а в будущем сможет производить даже мясные изделия — наггетсы, например, уже успешно получены.
Одной из задач разработки пищевого 3D-принтера была возможность создания продуктов питания, богатых витаминами, микронутриентами и антиоксидантами, которые станут полезной альтернативой традиционным блюдам.
«Сегодня многие испытывают дефицит нутриентов и микронутриентов, который можно восполнить за счет элементов в химической форме, но прием обогащенных ими продуктов способствует их лучшему усвоению. Основной целью создания пищевого принтера была возможность производить персонифицированные функциональные продукты с помощью системы «умных» рецептов, которая будет как инструкция для принтера», — рассказывает проректор по исследованиям и разработкам МГУПП Алексей Кучумов.
Главным отличием разработки ученых МГУПП от уже существующих 3D-принтеров являются модифицированные под задачи пищевой промышленности узлы. Уникальная технология позволяет брать устройство для печати пластиком и модернизировать его под печать пищевым сырьем.
«Мы сделали один уникальный экструдер (сопло, через которое выходит сырье) револьверного типа. Внутри него находится барабан, в который подается разное сырье, что позволяет ускорить процесс производства и использовать меньше деталей. В этом тоже наша инновация — использование одного мощного барабанного экструдера в который под разными давлением и температурой подается различное сырье», — отмечает Алексей Кучумов.
Разработка ученых МГУПП позволяет делать 3D-принтер любых размеров и под любые задачи, а также увеличить площадь печати до полутора метров, что на 1,2 метра больше, чем у существующих аналогов.
Кроме того, новое устройство предоставляет возможность производить искусственное мясо с помощью технологии биопечати. При этом принтер выполняет функцию фризера — холодильника, причем с разной температурой схватывания. Он спроектирован таким образом, что под каждый вид сырья будет формироваться необходимая климатическая среда: своя температура, своя влажность и т. д. Помимо прочего, совместно с компанией 3D Bioprinting Solutions открывается лаборатория по производству «культурного» мяса.
«Биопринтером печатается специальная подложка на растительной основе, на которую наносятся живые клетки, взятые безболезненным способом у животных. Этот прибор печатает согласно заданной цифровой модели, используя специальные форсунки — устройства, которые позволяют печатать как клеточным материалом, так и растительными волокнами. Такое мясо можно назвать «этическим», и оно будет пользоваться спросом на рынке», — комментирует Алексей Кучумов.
Как рассказал управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions Юсеф Хесуани, управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions, добавляет: «На данном этапе удается получать структуру и органолептические свойства продукта, схожие с натуральным продуктом. Отработана технология печати растительными волокнами с последующим нанесением клеточной культуры на напечатанные волокна, разработаны специальные фудбиопринтеры, которые позволяют автоматизировать процесс печати. К примеру, полученные с использованием такой технологии наггетсы были приготовлены по специальной рецептуре».
На сегодняшний день 3D-ферма МГУПП работает в постоянном режиме, студенты и аспиранты самостоятельно собирают принтеры и ведут отладку печати пищевым сырьем и живыми клетками. Разработка проводится в рамках стратегического проекта МГУПП «Аддитивные технологии и ингредиенты рынка FoodNet» по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030» в рамках нацпроекта «Наука и университеты».