Российские специалисты разрабатывают 3D-фермы и 3D-принтеры для печати пищевых продуктов. С помощью новой технологии можно создать торт, блины и даже мясо. Чтобы произвести, допустим, кусок говядины, ученые выращивают клетки коровы в биореакторах и добиваются их размножения, а затем могут «напечатать» из полученного материала стейк или бифштекс. Изготовленная таким образом еда может быть не только этичной, но и функциональной, если добавить в блюдо недостающие конкретному человеку витамины и минералы. Правда, пока что культивированное мясо в тысячу раз дороже обычного и вряд ли станет популярно, если ученые не найдут способ снизить его себестоимость.
Съедобные чернила
Ученые Московского государственного университета пищевых производств (МГУПП) создают пищевые 3D-фермы и 3D-принтеры, которые позволят на клеточном уровне «печатать» продукты питания как альтернативу традиционной еде. Сейчас ферма уже работает, студенты и аспиранты самостоятельно собирают принтеры и отлаживают технологию производства. Такие установки уже печатают шоколад и тесто, но это только начало, утверждают разработчики. На очереди — искусственно выращенное (культивированное) мясо. Для его производства за основу берут клетки животного, а затем добиваются их размножения в лабораторных условиях.
— Такое мясо, безусловно, можно назвать этичным, и оно, очевидно, будет пользоваться спросом на рынке. Чаще всего берется биопсия — у животного отщипывают кусочек ткани, при этом не травмируя его. Из образца выделяют клетки, они размножаются в специальных биореакторах. Этот этап длится несколько месяцев. На втором этапе идет подготовка сырья. Печатается специальная подложка на растительной основе, на которую наносятся живые клетки. Слои животного и растительного материалов чередуются, — рассказал проректор по исследованиям и разработкам МГУПП Алексей Кучумов.
Все материалы наносят специальным прибором — биопринтером, который уже разработали инженеры компании «3D Биопринтинг Солюшенс» (лабораторию по производству мясной продукции на базе университета открыли совместно с этой организацией). Биопринтер производит продукцию согласно заданной цифровой модели.
Разработки ведут в рамках стратегического проекта «Биогород» по программе «Приоритет 2030».
Скрытый голод
Как пояснил Алексей Кучумов, проект посвящен решению проблемы «скрытого голода». Замена обычных продуктов промышленными аналогами приводит к тому, что человек зачастую получает из пищи достаточно килокалорий, белков, жиров и углеводов, но испытывает дефицит микронутриентов — витаминов, микроэлементов, антиоксидантов. Допустим, кому-то может не хватать калия, кому-то магния, у кого-то дефицит железа. Эти компоненты можно включить в состав изготовленной на 3D-принтере еды, создавая персонифицированные функциональные продукты. Можно восполнять дефициты с помощью таблеток, но потребление недостающих нутриентов в виде обогащенных продуктов на порядок повышает усвояемость и приносит больше пользы человеку, уверены ученые.
— Мы сейчас работаем над базой смарт-рецептов, которые для принтера будут как инструкция, как калькуляционная карта для шеф-повара, — сообщил Алексей Кучумов.
Разрабатываемые принтеры по своему принципу работы чем-то схожи с устройствами, печатающими фигурки из пластика, но отличаются в самых важных узлах, модифицированных для задач печати пищевым сырьем. Пока принтер печатает относительно простыми компонентами: шоколадом, тестом, пюреобразными массами. С его помощью можно изготовить торт, блины и что-то похожее на кусок кальмара. В дальнейшем технология может быть использована для конструирования вендинговых автоматов, печатающих продукцию по заказу клиента, считают разработчики.
— В ближайшее время мы дополнительно модифицируем устройство для печати материалов с более сложной текстурой. Для этого нужно освоить печать двухкомпонентными смесями: растительными волокнами и животными клетками. А это уже практически колбаса, котлета или даже стейк, — сказал Алексей Кучумов.
По его словам, исследователям уже удается получать структуру и органолептические свойства мяса, схожие с натуральным.
