Моделювання конструкції рослинного рибного м'яса з композитною структурою за допомогою 3D-друку

Бережіть природні ресурси! Дайте мені 3D принтер і я вам надрукую м'ясо! І це не фантастика - це реальність нашого буття.

Зниження доступності природних ресурсів та погіршення екологічної ситуації підштовхують людство до пошуку нових рішень у сфері виробництва продуктів харчування. За даними Організації Об'єднаних Націй, близько 90% рибних ресурсів у світі вже вичерпали свої можливості сталого використання. Інтенсивне рибальство та аквакультура посилюють забруднення та деградацію навколишнього середовища, що робить необхідним пошук екологічно безпечних альтернатив. Однією з таких інновацій стало створення рослинних замінників риби за допомогою технологій 3D-друку.

Source

Технологія та процес створення рослинної риби

У новому дослідженні, опублікованому в журналі Food Physics, китайські вчені успішно розробили метод виробництва рослинного аналога м'яса жовтого горбиля. Ключовим інструментом дослідження став 3D-друк із двома соплами, що дозволило відтворити складну текстуру риби з високим ступенем деталізації.

"На основі даних мікро-КТ-сканування було створено двофазну високоімітовану модель м'язів і жиру для 3D-друку м'яса жовтого горбиля у трьох основних частинах: спинній частині, основі черевної плоті та хвості," — зазначив Енбо Сюй, старший дослідник і автор кореспондент. Для цього команда використала ізолят соєвого білка, суміш ксантанової камеді та крохмалю для імітації м'язової тканини, а також емульсійний гель на основі нанокрохмалю й карагенану для відтворення жирової структури.

Оптимізація процесу друку

Для досягнення високої точності та реалістичності структури продукту потрібно було налаштувати низку параметрів багатосоплового 3D-друку. Дослідники зосередилися на таких аспектах, як ручне калібрування зсуву сопел, висота шару, швидкість заповнення, тиск повітря та швидкість друку. Це дозволило досягти рівня точності понад 90% під час відтворення композитної структури м'яса.

"Ми оптимізували процес друку, контролюючи ключові параметри технології," — пояснив провідний автор дослідження Цзе Лі. "Результатом став продукт, максимально наближений до текстури та складу справжнього м'яса жовтого горбиля."

Аналіз характеристик імітованої риби

Після друку та проведення обробки зануренням було здійснено комплексний аналіз текстури, розподілу вологи та вмісту поживних речовин у рослинному м'ясі. Для диференціації м'язової та жирової тканини використовувався розчин йоду. Результати показали, що імітоване м'ясо має характеристики, схожі до справжньої риби, включаючи текстуру, розподіл вологи та вміст ключових поживних речовин.

Значення дослідження

Ця розробка відкриває нові горизонти у виробництві рослинних продуктів харчування, надаючи екологічно стійку альтернативу рибальству. Використання 3D-друку дозволяє не лише відтворювати складні структури продуктів, а й персоналізувати їх під конкретні потреби споживачів. Більше того, цей підхід може суттєво знизити тиск на природні ресурси та скоротити негативний вплив на довкілля.

Робота китайських дослідників є важливим кроком на шляху до створення стійких продовольчих систем. Технологія 3D-друку з використанням рослинних матеріалів демонструє високий потенціал для комерціалізації та масштабування. У майбутньому такі продукти можуть стати невід'ємною частиною раціону людей, сприяючи збереженню екосистем і зниженню навантаження на рибні ресурси планети.

Для подальшого розвитку цієї технології необхідно вивчати додаткові інгредієнти, які можуть покращити смак, текстуру та поживну цінність рослинних аналогів риби. Крім того, важливим кроком стане створення економічно вигідних виробничих ліній, здатних задовольнити зростаючий попит на екологічно чисті продукти харчування."