پرینتر سه بعدی مواد غذایی/ پرینتر گوشت پاسخ به بحران غذا

باتوجه به افزایش جمعیت جهان و نیاز بیش‌تر انسان‌ها به مواد غذایی و در عین حال کاهش منابع موجود، احتمالاً بحران غذایی یکی از مهم‌ترین مشکلات بشر در آینده خواهد بود. برای جلوگیری از بروز این مشکل، مفهوم جدیدی تحت عنوان پرینتر سه بعدی غذا ارائه شده که البته یکی از شاخه‌های آن، پرینتر سه بعدی غذا است. پژوهشگران و دانشمندان برای مقابله با بحران کمبود غذا در آینده از این فناوری برای ساخت پرینتر گوشت و تولید گوشت استفاده می‌کنند.

درباره پرینتر سه بعدی غذایی بیشتر بخوانید.

برای اولین بار در سال 1950 مفهوم چاپ سه بعدی ارائه شد و در سال 1980 به مرحله تولید رسید. در این فرآیند، لایه‌ها بصورت دوبعدی و مرحله به مرحله روی هم قرار گرفته و در نهایت محصولی سه بعدی تولید می‌کنند. به همین دلیل به فرآیند چاپ سه بعدی، تولید افزایشی نیز می‌گویند. مشخصاً در این روش تولید، ماده اولیه کمتری هدر رفته و ضایعات چندانی در نهایت برجا نخواهد گذاشت. همان‌طور که اشاره شد، چاپ سه بعدی شاخه‌های گسترده‌ای داشته و در زمینه‌های گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

می‌توان برای تولید قطعات خودرو و بصورت کلی انواع مختلف قطعات صنعتی، ماکت‌های معماری، تجهیزات نظامی، تجهیزات پزشکی همانند اندام‌های مصنوعی، قاب موبایل، عروسک، مجسمه و… از این فناوری جدید بهره برد. مفهوم جدیدتری از آن تحت عنوان زیست چاپ سه بعدی نیز ارائه شده که در آن از جوهر زیستی استفاده می‌شود. این جوهر حاوی سلول‌های زنده همانند سلول‌های بنیادی در محیط کشت سلولی بوده و می‌توان از آن برای تولید بافت‌های مختلف استفاده کرد. به همین دلیل از این فناوری در پزشکی ترمیمی و حتی برای افراد نیازمند پیوند عضو استفاده می‌شود.

هرچند گسترش این فناوری و همه‌گیری آن احتمالاً بزودی اتفاق نخواهد افتاد. باتوجه به اهمیت مواد غذایی در زندگی روزمره افراد، استفاده از این قابلیت برای نجات کشورهای محروم و جلوگیری از بروز بحران غذا در آینده، کارشناسان و دانشمندان را به سمت چاپ سه بعدی مواد غذایی به ویژه پرینتر گوشت کشانده است.

چاپ سه بعدی مواد غذایی

در سال‌های اخیر به دلیل افزایش میزان تقاضا، فناوری چاپ سه بعدی مواد غذایی مورد استقبال قرار گرفته و شرکت‌های مختلفی را به سمت تولید محصولات غذایی سوق داده است. می‌توانید از طریق این چاپگر بصورت مستقیم برای تولید غذا نیز اقدام کنید. بافت غذای تولیدشده حاوی شرایط مدنظر شما خواهد بود اما ممکن است ظاهر آن با تغییراتی روبرو شود. همچنین سرعت عمل در این شرایط نسبت به تولید غذا بصورت دستی کمتر است.

برای مشاهده مشخصات و خرید انواع چاپگر لیزری و جوهرافشان روی کلمه‌ی خرید پرینتر کلیک کنید.

برای همه کاره شدن این چاپگرها، نیاز به پخت مواد غذایی بوده که بدین منظور برای استفاده از مادون قرمز یا لیزر آبی تلاش‌هایی صورت گرفته است. اما به نظر مهم‌ترین محصول غذایی که نیاز به تولید آن بیش‌تر احساس می‌شود، گوشت بوده که مصرف بالایی در جوامع نیز دارد. در ادامه به بررسی شرایط پرینتر گوشت خواهیم پرداخت.

پرینتر گوشت

همان‌طور که در بخش قبلی نیز اشاره شد، چاپ بیولوژیکی گوشت جزو مهم‌ترین مسائل مورد بررسی در رابطه با چاپ سه بعدی محصولات غذایی است. در یک تعریف اولیه می‌توان نمونه‌ای از حیوانات تهیه کرد و با تکثیر سلول‌های استخراج شده از این نمونه، ماده اولیه مورد نیاز برای پرینتر گوشت را تهیه کرد. سپس می‌توان افزودنی‌های مختلفی همانند آهن یا طعم دهنده‌ها را به آن افزود. با این حال، امروزه بیش‌تر تمرکز بر تولید گوشت از طریق این فناوری با مواد اولیه گیاهی است.

سلول‌های جانوری، مواد اولیه پرینتر گوشت

در این زمینه می‌توان به فعالیت‌های شرکت Aleph Farms اشاره کرد. ماده اولیه بکار رفته در پرینتر گوشت در این روش، مجموعه‌ای از سلول‌های چربی و عضلانی گاو بوده که نتیجه موفقیت‌آمیزی نیز داشته است. روند این امر مشابه فرآیند طبیعی ترمیم عضلات در خود گاو است. این شرکت اولین سری از گوشت‌های تولیدی خود را در سال 2018 بصورت Minute Steak که لایه نازکی از استیک بوده، ارائه کرده است. طبق اطلاعات ارائه شده، فرآیند تولید این گوشت از ابتدا حدوداً سه هفته طول کشیده است. بصورت کلی تولید گوشت در این شرایط منجر به کاهش میزان مصرف انرژی خواهد شد. شرکت آمریکایی MeaTech نیز به دنبال استفاده از پرینتر گوشت با کیفیت بالاتر جهت تولید محصولات گوشتی با سرعت بیش‌تر است. هدف دیگر این شرکت، تولید گوشت‌های ضخیم‌تر در مقیاس وسیع‌تر عنوان شده است.

Aleph Farms در ادامه فعالیت‌های خود نسبت به استفاده از پرینتر گوشت در ایستگاه‌های فضایی اقدام کرده است. در فضای بدون گرانش، امکان تولید بافت جدید از جهات مختلف بصورت همزمان وجود دارد. درحالیکه در سطح زمین و با گرانش موجود، بافت مدنظر تنها در یک سمت در زمان خاص قابلیت توسعه دارد. به همین دلیل، می‌توان در ایستگاه‌های فضایی با سرعت بیش‌تری نسبت به تولید گوشت از طریق فناوری چاپ سه بعدی اقدام کرد. علاوه بر آن، فرآیند مدنظر روند ساده‌تری نیز خواهد داشت.

گیاهان یکی از مواد اولیه پرینتر گوشت میتوانند باشند

در حال حاضر شرکت‌های فعال در این زمینه توسعه پرینتر گوشت بیش‌تر بر روی استفاده از مواد اولیه گیاهی جهت ساخت گوشت تمرکز کرده اند. در این زمینه شرکت Redefine Meat پیشتاز بوده و در سال 2020 اولین گوشت تولیدی بر پایه مواد گیاهی را ارائه کرده است. محصول ارائه شده ویژگی‌های اولیه گوشت طبیعی را داشته و براساس ترکیبات مورد استفاده قرار گرفته می‌تواند خواص غذایی بالاتری نیز داشته باشد. این شرکت از پروتئین سویا و نخود، چغندر، مخمر و روغن نارگیل برای ساخت استیک گیاهی استفاده کرده است. این دسته از گوشت‌های چاپ شده در رستوران‌های خاصی بصورت آزمایشی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. دو شرکت Impossible Foods و Beyond Meat از پروتئین‌های گیاهی، انواع روغن‌ها، متیل سلولز و نشاسته سیب‌زمینی برای تولید گوشت استفاده کرده‌اند.

براساس اعلام Redefine Meat، این شرکت قادر به تولید 20 کیلوگرم گوشت در ساعت است. هزینه مورد نیاز نیز نسبت به انواع حیوانی کمتر بوده و احتمالاً در آینده بطور کامل جایگزین آن خواهد شد. شرکت اسپانیایی Novameat نیز جزو پیشتازان این عرصه بوده و بصورت جدی به دنبال چاپ گوشت سه بعدی از طریق مواد اولیه گیاهی است. این شرکت از موادی مانند جلبک دریایی، برنج و نخود فرنگی استفاده کرده و با سازماندهی نانوالیاف از پروتئین‌های گیاهی، محصولاتی مشابه انواع جانوری تولید کرده است.

اخیراً در بارسلونا با استفاده از ترکیبات جلبک دریایی قهوه‌ای، نخود، برنج، آب چغندر و روغن زیتون، انواع باکیفیتی از گوشت تهیه شده است. Giuseppe Scionti نام محقق ایتالیایی بوده که این محصول را تولید کرده و هم‌اکنون در رستورانی در این شهر مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته بیش‌تر تلاش این محقق برای تهیه بافت مناسب و مشابه گوشت بوده و برای بهبود طعم و مزه آن باید فعالیت‌های بیش‌تری صورت گیرد.

براساس آمار ارائه شده، با استفاده از پرینتر گوشت ساخته شده توسط Giuseppe Scionti ، می‌توان تا 113 استیک گوشت یا مرغ را طی 30 تا 50 دقیقه تولید کرد. طراحی ترکیب گوشتی مدنظر با استفاده از برنامه CAD صورت گرفته و اطلاعات بدست آمده به پرینتر گوشت انتقال داده می‌شود. این چاپگر نیز مواد اولیه موجود را بصورت میکرو رشته‌های طولانی و در نهایت گوشت در اختیار مصرف کننده قرار می‌دهد. Giuseppe Scionti هدف از تلاش‌های خود در سال‌های اخیر را محافظت از محیط زیست و ارائه غذاهای ارزان‌تر عنوان کرده است.

فروش رسمی گوشت مرغ آزمایشگاهی در سنگاپور

سنگاپور اولین کشوری بوده که بصورت رسمی اجازه فروش و استفاده از گوشت مرغ تولیدشده در آزمایشگاه را صادر کرده است. پس از سه سال بررسی کارشناسی، سنگاپور در سال 2020 در همکاری با شرکت آمریکایی Eat Just نسبت به صدور این مجوز اقدام کرد. این شرکت از سلول‌های اولیه مرغ برای تولید محصول موردنظر استفاده و گوشت مرغ باکیفیتی را بنا بر تأیید هر دو کشور آمریکا و سنگاپور ارائه کرده است.

1880 نیز اولین رستورانی بوده که در این کشور بصورت رسمی از گوشت مرغ آزمایشگاهی استفاده کرده است. البته شرکت‌های دیگری نیز بصورت آزمایشی در رستوران‌های مختلف نسبت به استفاده و فروش محصولات بدست آمده از پرینتر گوشت اقدام کرده اند.

جمع بندی

باتوجه به پیشرفت فناوری در سال‌های اخیر، استفاده از قابلیت چاپ سه بعدی نیز اهمیت بیش‌تری پیدا کرده است. به دلیل نیازهای غذایی بیش‌تر در مقایسه با گذشته و احتمال مواجهه با بحران غذایی، لزوم استفاده از چاپگرهای سه بعدی بیش از پیش احساس می‌شود.

یکی از مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین محصولات غذایی، گوشت بوده که فرآیند تهیه آن به میزان زیادی به محیط زیست آسیب وارد می‌کند. براساس اعلام شرکت MeaTech، هشت درصد از آب جهان برای پرورش دام صرف شده و 18 درصد از گازهای گلخانه‌ای نیز طی فرآیند پرورش دام تولید می‌شود. همچنین 33 درصد از مزارع کشاورزی برای تهیه و تأمین خوراک دام مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو استفاده از پرینتر گوشت و اقدام به تولید این محصول مهم غذایی در آزمایشگاه جزو مواردی بوده که در سال‌های اخیر بیش‌تر مورد بررسی قرار گرفته و نتایج مثبتی نیز در پی داشته که بطور کامل مورد بررسی قرار گرفت.