Using 3D food printing for dysphagia-oriented meal development | Использование пищевой 3D-печати при разработке продуктов для людей с дисфагией

Английский. Dysphagia is difficulty in swallowing, a common complication in people with organic brain damage. Persons who have had a stroke have the greatest dysphagia risk. The main problem in nutrition of dysphagic patients is food monotony in form and taste, unsatisfactory consistency and/or low calorie content of dishes. To facilitate the swallowing process, dysphagic patients need food with certain physical characteristics. The consistency of the product should be viscous, food should not stick to the oral cavity, and excess moisture should not separate. One of the effective technological techniques can be the development of dishes on a food 3D printer. Food 3D printing makes it possible to create not only a variety of product shapes, but also to give them functional properties, for example, enrich them in nutrients or give the necessary consistency, which is important for personalized nutrition of dysphagic patients . There has been developed a method for printing on a laboratory 3D printer operating on the principle of layer-by-layer application (FDM printing), characterized by higher accuracy of 3D models. Food 3D printing has difficulties associated with preliminary creation of a computer model of a proposed dish, the choice of food inks with the optimal composition and physical characteristics. They must be homogeneous, have a certain viscosity and elasticity. The viscosity affects the printing speed, and elasticity allows keeping the shape of the printed product. As found the optimal viscosity of food ink is 0.01–0.5 N*s/m2. With this viscosity, the layers of the printed object are smooth, and the printing process is accelerated. The development of 3D-printed foods will allow for a variety of familiar food shapes and customized food compositions, which will add diversity to the diet of dysphagic patients and reduce depression.

Русский. Дисфагия – нарушение глотания, распространённое осложнение у людей с органическим поражением мозга. В зоне наибольшего риска возникновения дисфагии находятся люди, которые перенесли инсульт. Основной проблемой питания пациентов с дисфагией является однообразие пищи по форме и вкусу, неудовлетворительная консистенция и/или низкая калорийность блюд. Для облегчения процесса глотания больным дисфагией необходима пища с определёнными физическими характеристиками. Консистенция продукта должна быть вязкой, пища не должна прилипать к ротовой полости, лишняя влага не должна отделяться. Одним из эффективных технологических приёмов может стать разработка блюд на пищевом 3D-принтере. Пищевая 3D-печать даёт возможность создавать не только разнообразные формы продуктов, но и придавать им функциональные свойства, например, обогащать нутриентами или придавать необходимую консистенцию, что актуально для персонифицированного питания пациентов с дисфагией. Разработан способ печати на лабораторном 3D-принтере, работающем по принципу послойного нанесения (FDM-печать), отличающийся повышенной точностью 3D-моделей. Пищевая 3D-печать имеет трудности, связанные с предварительным созданием компьютерной модели предполагаемого блюда и выбором пищевых чернил с оптимальным составом и физическими характеристиками. Они должны быть гомогенными, иметь определённую вязкость и упругость. Показатель вязкости влияет на скорость печати, а упругость позволяет сохранять форму напечатанного продукта. Установлено, что оптимальной вязкостью пищевых чернил является 0,01–0,5 Н*с/м2. При этой вязкости слои напечатанного объекта получаются гладкими, а процесс печати ускоряется. Разработка продуктов с помощью 3D-печати позволит придать разнообразную привычную форму блюдам и подобрать индивидуальный состав пищевых продуктов, что внесёт разнообразие в пищевой рацион пациентов с дисфагией и позволит снизить развитие депрессии.