Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
В последние годы все больше исследований посвящено применению 3D-печати именно к пищевым системам на основе молочного сырья. На данный момент не существует объективных критериев оценки прочностных свойств готовых пищевых 3D-продуктов, что создает определенные сложности при их изготовлении. Например, неизвестны предельные характеристики, при которых изделие будет сохранять форму и привлекательные потребительские свойства. В связи с этим целью работы являлось исследование прочностных характеристик 3D-молочных пищевых систем, изготовленных из плавленого сыра. Установлена прямая корреляционная связь между прочностными показателями и компонентным составом смеси. Объектами исследований служили 3D-печатные образцы молочных продуктов, изготовленные из плавленого сыра, представляющие из себя кубы с длиной ребра 20 мм, сформированные девятнадцатью гранями послойно выплавленных через сопло экструдера нитей круглой формы с площадью сечения 2 мм2. Подтверждена гипотеза о превалирующей роли белка при формировании структурно-механических свойств молочных печатных 3D-систем. Причем значение в данном случае имеет не только количественный, но и качественный состав белков молока, поскольку в рецептурах образцов варьировалось только содержание сухого обезжиренного молока и концентрата сывороточных белков. Был также констатирован факт, что с изменением содержания белка в сторону увеличения казеиновой фракции прочностные характеристики образцов ухудшались. В напечатанном образце, обладающем самыми высокими значениями напряжений сдвига, растяжения и сжатия – 1831, 5885 и 69068 Па соответственно, соотношение массовой доли сывороточных белков к казеиновым составило 1:1,8. С увеличением массовой доли казеиновых фракций прочностные характеристики ухудшались, что говорит о том, что сывороточные белки в большей степени пригодны для использования в 3D-печати. В условиях отсутствия стандартизированных справочных характеристик структурно-механических свойств пищевых 3D-систем на молочной основе полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования устойчивости данных систем.
аддитивные технологии, 3D-печать, молочные продукты, устойчивость, прочностные характеристики
1. Varvara, R. A. 3D Food Printing: Principles of obtaining digitally designed nourishment / R. A. Varvara, К. Szabo, D. C. Vodnar // Nutrients. 2021. Vol. 13(10). 3617. https://doi.org/10.3390/nu13103617
2. Dou, X. The application of dairy products and their derivatives as edible inks in 3D printing technology: A review / Х. Dou, J. Ren // International Journal of Food Science and Technology. 2024. Vol. 59(11). Р. 8630–8644. https://doi.org/10.1111/ijfs.17195
3. Derossi, A. Personalized, digitally designed 3D printed food towards the reshaping of food manufacturing and consumption / А. Derossi [et al.] // npj Science of Food. 2024. Vol. 8(1). 54. https://doi.org/10.1038/s41538-024-00296-5
4. Joshi, S. Assessment of 3D printability of composite dairy matrix by correlating with its rheological properties / S. Joshi [et al.] // Food Research International. 2021. Vol. 141. 110111. https://doi.org/10.1038/s41538-024-00296-5
5. Барковская, И. А. Сывороточные белки – перспективные носители эссенциальных микроэлементов / И. А. Барковская // Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство: Материалы IХ Международной научно-технической конференции. – Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2024. – С. 55-59. https://elibrary.ru/vnkofy
6. Юрова, Е. А. Деминерализованная молочная сыворотка как основное сырье для производства продуктов специализированного питания / Е. А. Юрова, Т. В. Кобзева, С. А. Фильчакова // Пищевая промышленность. 2022. № 3. С. 64–67. https://doi.org/10.52653/PPI.2022.3.3.0; https://elibrary.ru/iqsxuo
7. Зобкова, З. С. Выбор источников биологически активных веществ для функциональных кисломолочных продуктов / З. С. Зобкова [и др.] // Молочная промышленность. 2018. № 3. С. 59–62. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2018-3-59-62; https://elibrary.ru/yorrff
8. Барковская, И. А. Комплексная модификация белкового профиля молочной сыворотки как подход к созданию обогащенных белковых ингредиентов / И. А. Барковская, А. Е. Рябова, И. В. Рожкова // Пищевые системы. 2025. Т. 8, № 2. С. 221–230. https://doi.org/10.21323/26; https://elibrary.ru/jhloak
9. Hewa Nadugala, B. The effect of casein genetic variants, glycosylation and phosphorylation on bovine milk protein structure, technological properties, nutrition and product manufacture / B. Hewa Nadugala [et al.] // International Dairy Journal. 2022. Vol. 133. 105440. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2022.105440
10. Людвик, П. Основы технологической механики / П. Людвик // Расчеты на прочность. 1971. № 15. С. 132–166.
11. Колесников, К. С. Машиностроение. Энциклопедия. Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин / К. С. Колесников, В. С. Зарубин. Том 1-3. Книга 1. – М.: Машиностроение, 1994. – 534 с. https://elibrary.ru/vwwjel
12. Rabotnov, Yu. N. Application of the nonlinear theory of heredity to the description of time effects in polymeric materials / Yu. N. Rabotnov, L. Kh. Papernik, E. I. Stepanychev // Polymer Mechanics. 1971. Vol. 7(1). P. 63–73. https://doi.org/10.1007/bf008
