Учёные в области пищевых технологий прокладывают путь к созданию продуктов питания и фармацевтических препаратов с помощью 3D-печати на основе белка засухоустойчивого зерна сорго, который не превращается в бесформенную массу.
Зерно, способное расти в различных климатических условиях, также известно своими преимуществами для здоровья, такими как подавление воспалений и снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний за счёт понижения уровня общего холестерина и повышения антиоксидантного потенциала благодаря уникальным фенольным соединениям. Это также безглютеновое злаковое зерно.
Али Убейтиогуллари, доцент кафедры пищевой инженерии факультетов пищевых наук, биологических и сельскохозяйственных инженерных наук, уже показал, что из муки сорго можно сделать «биочернила» для 3D-печати печенья. Следующим шагом, по его словам, является оптимизация печатаемых белков сорго для производства новых продуктов питания и лекарств.
Белки сорго используются в заменителях мяса и для 3D-печати продуктов питания, например, для более реалистичного воссоздания говяжьих стейков. Белки из зерна сорго также используются в протеиновых батончиках и выпечке.
Особенностью белков сорго, которая делает их особенно полезными для 3D-печати продуктов питания, является их гидрофобность (способность отталкивать воду), что способствует сцеплению продукта.
Многие пищевые материалы, особенно крахмалы и белки, гидрофильны и легко поглощают воду, что ограничивает включение гидрофобных компонентов в состав, — объяснил Убейтиогуллари.
«До сих пор большинство исследований белков для 3D-печати продуктов питания были посвящены гидрофильным белкам, и существовала потребность в новых гидрофобных белках, которые в идеале были бы из экономически эффективных и устойчивых источников белка для 3D-печати», — сказал Убейтиогуллари.
В недавно опубликованной работе Убейтиогуллари и Сороур Барекат, научный сотрудник кафедры пищевых наук, показали, что оптимальные результаты 3D-печати с использованием белка зерна сорго были достигнуты при содержании белка 25% и скорости печати 20 миллиметров в секунду с помощью сопла диаметром 0,64 миллиметра. Увеличение концентрации белка до 35% не улучшило качество 3D-печати.
Результаты опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules.
«Мы показали, что из белка сорго можно сделать новый гель, пригодный для 3D-печати, чего раньше не делалось, — сказал Убейтиогуллари. — Благодаря своей уникальной структуре эти гели могут использоваться в пищевой и фармацевтической промышленности в качестве «биочернил» для инкапсуляции лекарств или в качестве носителя гидрофобных соединений и питательных веществ».
Барекат был ведущим автором исследования под названием «Максимизация печатаемости белков сорго: оптимизация состава геля и параметров 3D-печати для разработки новых «биочернил»». Убейтиогуллари, преподаватель сельскохозяйственной экспериментальной станции Арканзаса, исследовательского подразделения системы сельского хозяйства Университета Арканзаса, был научным руководителем Бареката. Убейтиогуллари также является частью Колледжа Дейла Бамперов сельскохозяйственных, пищевых и наук о жизни Университета Арканзаса.
Предоставлено
[Университет Арканзаса](https://phys.org/partners/university-of-arkansas/)