По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 663.6.8 DOI:10.33920/igt-01-2510-04

Сравнительный анализ пригодности гидрогелей для использования в целях 3D-принтинга продовольственных изделий

Н.Г. Стерлигов аспирант кафедры товарной экспертизы и таможенного дела РЭУ им. Г.В. Плеханова
Шерзодхон Муталлибзода к. т. н., доцент кафедры пищевых технологий и биоинженерии РЭУ им. Г.В. Плеханова
Ю.И. Сидоренко д. т. н., профессор кафедры товарной экспертизы и таможенного дела РЭУ им. Г.В. Плеханова.

Развитие технологий персонализированного питания ведется с учетом эпигенетических функций пищевых нутриентов. Важным направлением развития технологии персонализированного питания являются аддитивные технологии. Возможность изготовления продуктов питания с персонализированным нутриентным составом при 3D-печати открывает новые перспективы для реализации технологии «Проактивного питания». Использование 3D-принтинга позволяет учитывать не только объективные — физиологически обоснованные потребности человека, но и его персонифицированные психоэмоциональные предпочтения. Питание человека должно рассматриваться в качестве источника информации для организма, обеспечивая поддержание гомеостаза путем эпигенетического влияния на геном. Концепция проактивного питания предполагает возможность управления гомеостазом путем предупреждения возникновения наследственных болезненных состояний, связанных с возможным эпигенетическим воздействием отдельных нутриентов на экспрессию генов. Возможность тщательной настройки рациона под индивидуальные потребности открывает возможности развития отдельного направления в нутрициологии, которое может быть названо «Диалектическая нутрициология». Указанное направление должно развиваться на основе цифрового мониторинга гомеостаза человека в его развитии в течение заданного временного периода. Продукты питания, полученные с использованием 3D-печати, предложено именовать термином «проимпрессный продукт». Изучены закономерности реологических свойств гидрогелей, являющихся базовой основой для пищевого 3D-принтинга. Сформулирована гипотеза о формировании реологических свойств гидрогелей в зависимости от трех факторов: степени гидратации макромолекулы; количества этерифицирующих молекулу радикалов, обеспечивающих поперечные связи между макромолекулами; химической природу этерифицирующих радикалов, определяющих расстояние между отдельными макромолекулами и возможный при этом усиливающийся или ослабевающий синергизм прочности геля за счет межмолекулярных водородных связей протонов водорода и гидроксилов.

Литература:

1. Эстейер М. Я — не моя ДНК. Генетика предполагает, эпигенетика — располагает. Манель Эстейер; [пер. с исп. У. Е. Чудновой]. — СПб.: Портал, 2020. — 224 с.

2. Сидоренко Ю.И. и др. Направления развития системы продовольственного обеспечения в условиях нового технологического уклада / Ю.И. Сидоренко, П.И. Токарев, Л.Г. Елисеева, Т.Б. Турищева // Церевитиновские чтения — 2024: сборник научных трудов Х Международной научно-практической конференции. — М.: ФГБОУ ВО «РЭУ им. Г. В. Плеханова», 2024. — С. 190-198.

3. Тутельян В.А. От генома — к нутриому. От оптимального питания для всех — к персонализированной диетологии [Электронный ресурс]. / В.А. Тутельян // Медицина труда, восстановительная и профилактическая медицина. — URL: https://федеральный-справочник.рф/files/fsz/ soderghanie/tom%2013/iv/tutelyan.pdf (дата обращения 05.06.2025).

4. Сидоренко М.Ю. Персонифицированное питание. — М.: ДеЛи плюс, 2016. — 192 с.

5. Никитин И.А. Научное обоснование методов проектирования продуктов и рационов персонализированного питания, их товароведная оценка; автореферат дисс. … д-ра техн. наук. — М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2020.

6. Балашова М.С., Велина Д.А. Изучение показателей качества пищевых продуктов, спроектированных для людей с предрасположенностью к нарушению фолатного цикла / М.С. Балашова, Д.А. Велина // Материалы IХ Международной научно-практической конференции «Церевитоновские чтения — 2023». — Москва, 2023. — С. 256–258.

7. Сидоренко А.Ю. и др. Разработка методики оценки эпигенетического воздействия минорных нутриентов рациона питания на экспрессию гена Sirt1 / А.Ю. Сидоренко, Н.В. Тамкович, Н.А. Жученко и др. // Пищевая промышленность. — 2025. — № 7. — С. 149-157. — DOI: 10.52653/PPI.2025.7.7.029.

8. Ливинская С.А. и др. Организация полноценного питания в условиях автономной экспедиции на основе технологии криоинтегральной кулинарии / С.А. Ливинская, Д.Н. Балаболин, А.А. Ливинский и др. //в книге «Принципы проектирования состава и потребительских характеристик функциональных пищевых продуктов»: коллективная монография / под общей редакцией А.О. Камбарова, М.Ю. Сидоренко и С.В. Штермана — М.: ТД ДеЛи, 2023. — 140 с.

9. Сидоренко Ю.И. и др. Методика разработки базового рациона питания на основе показателей эдоровьесбережения / Ю.И. Сидоренко, М.А. Положишникова, А.Ю. Сидоренко, и др. // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. — 2023. — № 5(8). — С. 38-47.

10. Иванова В.Н. и др. Разработка методологии формирования рационов питания для целевых групп потребителей на основе анализа их геномов / В.Н. Иванова, И.А. Никитин, Н.А. Жученко и др. // Пищевая промышленность. — 2018. —№ 10. — С. 40-44.

11. Ульрих Е.В. Способы 3D-печати пищевых продуктов (обзор) // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. — 2022. — № 4. — С. 9-14.

12. Осовская И.И., Баранова А.Е. «Оптимизация условий образования стойкого геля из агар-агара» / И.И. Осовская, А.Е. Баранова // Химия растительного сырья. — 2023. — № 2. — С. 71-78.

13. Лямина Н.П. и др. Пищевые бигели для 3D-печати персонализированных продуктов питания / Н.П. Лямина, В.С. Куценкова, Н.В. Неповинных // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. — 2023. — Т. 100. № 3-2. — С. 123-124.

14. Малази С.А., Орешина М.Н. Исследование применения 3d-печати в пищевой системе: технологический анализ, вызовы и перспективы для производства и инноваций / С.А. Малази, М.Н. Орешина // Траектории технологического развития. 2024. — Т. 3. — № 1 (9). — С. 9-26.

15. Allyson N. Hamilton, Razieh S. Mirmahdi From bytes to bites: Advancing the food industry with three-dimensional food printing // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. — 2024. — Volume 23, Issue 1. — Р. 34-39.

16. Каверина Ю.Е. и др. Моделирование гидродинамики потока пищевого материала в процессе экструзионной 3D-печати / Ю.Е. Каверина, В.В. Торопцев, А.Н. Мартеха // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2024. — № 2-3 (396). — С. 60-66.

17. Структурометр. Инструкция по использованию [электронный ресурс]. — URL: strukturometr. ru (дата обращения: 17.08.2025). — Официальный сайт производителя «Структурометра СТ-2».

18. Донец О. Сравнительная характеристика пектина из классического и нетрадиционного растительного сырья. — Кишинев: Технический университет Молдовы, 2023.

19. Masala Mudau, Oluwafemi Ayodeji Adebo Three dimensional (3D)-printed foods: A review of recent advances in their ingredients, printing techniques, food printers, post-processing methods, consumer acceptance and safety // Journal of Food Process Engineering. — 2024. — Volume 47, Issue 5. — Р. 109-117.

20. Okamoto, Y., Tayama, K., Kurotobi, T., & Watanabe, Y. Sensory analysis of sweetness in viscous solutions and gels with agar // Journal of Sensory Studies. — 2023. — № 38(6).

21. Zhee Enn Leaw, Ianne Kong 3D-printed corn starch–gelatin film with glycerol and hawthorn berry (Crataegus pinnatifida) extract // Journal of Food Processing and Preservation. — 2021. —Volume 45, Issue 9. — Р. 107-115.

1. Jestejer M. Ja — ne moja DNK. Genetika predpolagaet, jepigenetika — raspolagaet. Manel’ Jestejer; [per.s isp. U. E. Chudnovoj]. — SPb.: Portal, 2020. — 224 s.

2. Sidorenko Ju. I., Tokarev P. I., Eliseeva L. G., Turishheva T. B. Napravlenija razvitija sistemy prodovol’stvennogo obespechenija v uslovijah novogo tehnologicheskogo uklada // Cerevitinovskie chtenija — 2024: sbornik nauchnyh trudov H Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. M.: FGBOU VO «RJeU im. G. V. Plehanova», 2024. — S. 190-198.

3. Tutel’jan V. A. Ot genoma — k nutriomu. Ot optimal’nogo pitanija dlja vseh — k personalizirovannoj dietologii [Jelektronnyj resurs] // Medicina truda, vosstanovitel’naja i profilakticheskaja medicina. — URL: https://federal’nyj-spravochnik.rf/files/fsz/soderghanie/tom%2013/iv/tutelyan.pdf (data obrashhenija 05.06.2025).

4. Sidorenko M. Ju. Personificirovannoe pitanie. — M.: DeLi pljus, 2016. — 192 s.

5. Nikitin I. A. Nauchnoe obosnovanie metodov proektirovanija produktov i racionov personalizirovannogo pitanija, ih tovarovednaja ocenka; avtoreferat diss. … d-ra tehn. nauk. M.: MGUTU im. K.G. Razumovskogo, 2020.

6. Balashova M.S., Velina D.A. Izuchenie pokazatelej kachestva pishhevyh produktov, sproektirovannyh dlja ljudej s predraspolozhennost’ju k narusheniju folatnogo cikla // Materialy IH Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Cerevitonovskie chtenija — 2023». Moskva, 2023. — S. 256–258.

7. Sidorenko A. Ju., Tamkovich N. V., Zhuchenko N. A., Kambarov A. O., Sidorenko M. Ju., Shterman S. V., Tokarev P. I., Eliseeva L. G. Razrabotka metodiki ocenki jepigeneticheskogo vozdejstvija minornyh nutrientov raciona pitanija na jekspressiju gena Sirt1//Pishhevaja promyshlennost’. — 2025. — № 7. — S. 149-157. — DOI: 10.52653/PPI.2025.7.7.029.

8. Livinskaja S.A., Balabolin D.N., Livinskij A.A., Sidorenko A.Ju., Shterman S.V. Organizacija polnocennogo pitanija v uslovijah avtonomnoj jekspedicii na osnove tehnologii kriointegral’noj kulinarii//v knige «Principy proektirovanija sostava i potrebitel’skih harakteristik funkcional’nyh pishhevyh produktov»: kollektivnaja monografija / pod obshhej redakciej A.O. Kambarova, M.Ju. Sidorenko i S.V. Shtermana — M.: TD DeLi, 2023. — 140 s.

9. Sidorenko Ju.I., Polozhishnikova M.A., Sidorenko A.Ju., Dianova V.Ju., Shterman S.V., Eliseeva L.G., Nikitin I.P., Murzina N.I. Metodika razrabotki bazovogo raciona pitanija na osnove pokazatelej jedorov’esberezhenija //Tehnologija i tovarovedenie innovacionnyh pishhevyh produktov. — 2023. — № 5(8). — С. 38-47.

10. Ivanova V.N., Nikitin I.A., Zhuchenko N.A., Sidorenko M.Ju., Shterman S.V., Sidorenko A.Ju. Razrabotka metodologii formirovanija racionov pitanija dlja celevyh grupp potrebitelej na osnove analiza ih genomov// Pishhevaja promyshlennost’. — 2018. — № 10. — S. 40-44.

11. Ul’rih E.V. Sposoby 3D-pechati pishhevyh produktov (obzor) // Tehnologija i tovarovedenie innovacionnyh pishhevyh produktov. — 2022. — № 4. — S. 9-14.

12. Allyson N. Hamilton, Razieh S. Mirmahdi From bytes to bites: Advancing the food industry with three-dimensional food printing // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2024. Volume 23, Issue 1. — R. 34-39.

13. Osovskaja I.I., Baranova A.E. «Optimizacija uslovij obrazovanija stojkogo gelja iz agar-agara» // Himija rastitel’nogo syr’ja. — 2023. — № 2. — S.71-78

14. Ljamina N.P., Kucenkova V.S., Nepovinnyh N.V. Pishhevye bigeli dlja 3D-pechati personalizirovannyh produktov pitanija // Voprosy kurortologii, fizioterapii i lechebnoj fizicheskoj kul’tury. — 2023. — T. 100. № 3-2. — S. 123-124.

15. Malazi S.A., Oreshina M.N. Issledovanie primenenija 3d-pechati v pishhevoj sisteme: tehnologicheskij analiz, vyzovy i perspektivy dlja proizvodstva i innovacij // Traektorii tehnologicheskogo razvitija. — 2024. — T. 3. № 1 (9). — S. 9-26.

16. Okamoto, Y., Tayama, K., Kurotobi, T., & Watanabe, Y. Sensory analysis of sweetness in viscous solutions and gels with agar // Journal of Sensory Studies. — 2023. — № 38(6).

17. Zhee Enn Leaw, Ianne Kong 3D printed corn starch–gelatin film with glycerol and hawthorn berry (Crataegus pinnatifida) extract // Journal of Food Processing and Preservation. — 2021. — Volume 45, Issue 9. — R. 107-115.

18. Kaverina Ju.E., Toropcev V.V., Marteha A.N. Modelirovanie gidrodinamiki potoka pishhevogo materiala v processe jekstruzionnoj 3d-pechati // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Pishhevaja tehnologija. — 2024. — № 2-3 (396). — S. 60-66.

19. Strukturometr. Instrukcija po ispol’zovaniju [jelektronnyj resurs]. — URL: strukturometr.ru (data obrashhenija: 17.08.2025). — Oficial’nyj sajt proizvoditelja «Strukturometra ST-2».

20. Donec O. Sravnitel’naja harakteristika pektina iz klassicheskogo i netradicionnogo rastitel’nogo syr’ja. — Kishinev: Tehnicheskij universitet Moldovy, 2023.

21. Masala Mudau, Oluwafemi Ayodeji Adebo Three dimensional (3D)-printed foods: A review of recent advances in their ingredients, printing techniques, food printers, post-processing methods, consumer acceptance and safety // Journal of Food Process Engineering. — 2024. Volume 47, Issue 5. — R. 109-117.

22. Okamoto, Y., Tayama, K., Kurotobi, T., & Watanabe, Y. Sensory analysis of sweetness in viscous solutions and gels with agar // Journal of Sensory Studies. — 2023. — № 38(6).

23. Zhee Enn Leaw, Ianne Kong 3D printed corn starch–gelatin film with glycerol and hawthorn berry (Crataegus pinnatifida) extract // Journal of Food Processing and Preservation. — 2021. — Volume 45, Issue 9. — R. 107-115.

Питание является одним из основных источников информации об окружающей среде для человека. Поддержание гомеостаза человеческого организма во многом определяется качественным и количественным составом пищевых нутриентов, поступающих человеку в объеме его пищевого рациона. Макро-, микро- и минорные нутриенты представляют собой факторы эпигенетического воздействия на геном человека [1].

Высокие темпы изменений технологического уклада в мировой экономике приводят к существенной трансформации общественно-социального поведения человека, в том числе происходят значительные изменения и в технологии продовольственного обеспечения населения. В 90-х годах прошлого столетия человечество перешло на т.н. «индустриальный тип питания». Согласно этой социальной технологии, человек получает значительную часть пищевого рациона через систему продовольственного ритейла в виде продуктов питания, произведенных по интенсивным технологиям на специализированных предприятиях пищевой промышленности [2].

В начале XXI века на базе теории оптимального питания [3] начала интенсивно развиваться теория персонализированного питания [4, 5]. Согласно этой технологии, продовольственное обеспечение человека должно быть организовано с учетом его индивидуальных особенностей и потребностей. При этом должны быть учтены не только объективные физиологические потребности, но и субъективные психоэмоциональные предпочтения потребителя. В рамках развивающейся технологии персонализированного питания особое внимание уделяют эпигенетическому фактору с целью купирования экспрессии генов, способных инициировать наследственные болезненные состояния, либо стимулируя экспрессию генов, улучшающих персональный метаболизм [6, 7]. В настоящее время активно развивается инфраструктура, которая фактически позволит в ближайшем будущем обеспечить практическую реализацию технологии персонализированного питания. Развивающиеся бурными темпами услуги доставки готовых кулинарных блюд, с использованием технических средств мобильности, расширение в отрасли ритейла сектора готовых кулинарных блюд и полуфабрикатов быстрого приготовления, внедрение технологии длительного хранения готовых блюд криоинтегральной кулинарии (КИК-технология) с использованием акустической заморозки [8] указывают на тенденцию массового внедрения в социальную практику технологии персонализированного питания. Перспективным направлением является разработка логистических технологий доставки персонализированных рационов при помощи дронов.

Для Цитирования:
Н.Г. Стерлигов, Шерзодхон Муталлибзода, Ю.И. Сидоренко, Сравнительный анализ пригодности гидрогелей для использования в целях 3D-принтинга продовольственных изделий. Товаровед продовольственных товаров. 2025;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: