Vědci z brněnského institutu CEITEC VUT vyvinuli mikroskopické roboty, kteří by v budoucnu mohli zrychlit výrobu piva i zjednodušit kontrolu kvality potravin. Jejich magneticky ovládaní bioboti totiž dokážou během kvašení sami promíchávat kapalinu, urychlovat fermentaci a po dokončení procesu se navíc sami oddělit od výsledného produktu. Výsledky vydal tým Martina Pumery v časopise ACS Nano.
Výzkumný tým vytvořil takzvané bioboty. Ti ani vzdáleně nepřipomínají představu o běžných robotech. Jsou to jakési mikroskopické kapsle, částečně biologické, částečně strojové. Obsahují jen dvě přísady: pivovarské kvasinky a magnetické nanočástice.
Když kvasinky při fermentaci produkují oxid uhličitý, bioboti se díky vznikajícím bublinkám samovolně pohybují nahoru a dolů v kapalině. Tím přirozeně promíchávají obsah nádoby a zefektivňují tak celý proces kvašení. Oproti běžným statickým částicím tak dokážou urychlit chemické procesy, které jsou důležité při výrobě potravin.
„Robota si dnes lidé často představí jako elektronické zařízení. Ve skutečnosti je to ale jakýkoliv systém, který dokáže autonomně vykonávat určitou činnost,“ vysvětluje princip Martin Pumera.
Významnou výhodou této technologie je podle Pumery také snadné oddělení těchto biobotů od hotového nápoje. Díky obsaženým magnetickým částicím se dají po skončení fermentace řídit magnetickým polem a odstranit tak bez nutnosti další filtrace.
Navíc jsou tyto částice velmi odolné, takže se prokázalo, že bioboti se dají opakovaně použít v několika výrobních cyklech.
„Oproti běžným statickým částicím se mikroroboti aktivně pohybují v celém objemu kapaliny, takže dokážou pokrýt větší prostor a celý proces zefektivnit. Zároveň tak umožňují snadnější automatizaci výroby,“ doplňuje Pumera.
Je to reálné?
Tým teď diskutuje možné využití technologie s velkým evropským pivovarem. Samozřejmě to ještě neznamená, že se celý proces ukáže jako funkční a hlavně škálovatelný. Když se provedou testy v laboratoři, může většina technologií působit jako funkční, ale mnohdy se nedaří pak tyto výsledky převést do praxe, protože se nedaří je nasadit v dostatečném množství.
Stalo se to například u výroby umělého masa, která v laboratořích funguje bezchybně, ale zatím spíše ekonomicky selhává na větší úrovni – náklady jsou zkrátka příliš vysoké.
Skupina Martina Pumery se využití mikrorobotů a pokročilých materiálů v potravinářství věnuje dlouhodobě. V minulosti například vyvinula flexibilní senzor pro chytré obaly, který dokáže odhalit zkažené rybí maso. Noví bioboti tak představují další krok k modernějším metodám kontroly kvality a bezpečnosti potravin.
