В качестве экологически чистой альтернативы пластиковой пищевой упаковке ученые из Университета Рутгерса и Гарварда разработали биоразлагаемое покрытие на растительной основе, которое можно распылять на пищевые продукты, защищая их от вредных микроорганизмов и повреждений при транспортировке. Об этом сообщает интернет-издание Interesting Engineering (IE). Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Пластиковая пищевая упаковка имеет два серьезных недостатка: каждый год она приводит к накоплению миллионов тонн пластиковых отходов в окружающей среде, а во-вторых, нередко делает пищевые продукты подверженными микробному загрязнению. Однако теперь появилось эффективное решение этих проблем.
Группа ученых в США (исследователи из Университета Рутгерса и Гарварда) разработала биоразлагаемую упаковку с высокими противомикробными свойствами, которая способна положить конец необходимости в пластиковой упаковке для пищевых продуктов. Примечательно, что инновационная упаковка представлена в виде спрея, который создает защитное покрытие на продуктах питания.
Один из авторов исследования, адъюнкт-профессор Гарвардской школы общественного здравоохранения Филип Демокриту сказал: «Мы знали, что нам нужно избавиться от существующей пищевой упаковки на основе ископаемых углеводородов и заменить ее чем-то более устойчивым, биоразлагаемым и нетоксичным, причем с функциональностью, позволяющей продлить срок годности продуктов и уменьшить количество пищевых отходов».
Ученые разработали биополимер с использованием пуллулана – природного углевода (полисахарида), полученного из грибка pullulans, и воды (в качестве единственного растворителя). Оба этих ингредиента обрабатываются с помощью системы так называемого FRJS – центробежного вращательного струйного напыления, которая превращает смесь в противомикробные волокна пуллулана (APF).
Объясняя технологию FRJS, профессор Демокриту отметил, что оно «широко используется для биомедицинских приложений и тканевой инженерии, а теперь было применено для синтеза покрытия на основе волокна и прямого покрытия пищевых субстратов».
На следующем этапе исследователи протестировали APF против таких микробов, как Aspergillus fumigatus и Escherichia coli , которые обычно поражают фрукты и овощи. Они установили снижение популяций этих возбудителей.
В частности, противомикробное покрытие APF, помещенное при тестировании на авокадо, показало, что оно предотвращает рост патогенов на плодах и защищает их от порчи и повреждений. За счет этого срок годности авокадо увеличивается примерно на 50 процентов.
В то время как пластиковые пакеты часто выделяют вредные химические вещества в нашу пищу, а их биоразложение занимает более 400 лет, покрытие APF представляет собой биоразлагаемый и нетоксичный биополимер природного происхождения, который не влияет на качество съедобных продуктов, легко смывается водой с пищевых продуктов и полностью разлагается в почве всего за три дня.
В отчете об исследовании научной группы Демокриту также описывается, что новые волокна, инкапсулирующие пищу, могут пропитываться дополнительными природными противомикробными ингредиентами – маслом тимьяна, лимонной кислотой и низином. Исследователи показали, что можно запрограммировать такие «умные» материалы, чтобы они действовали как датчики, активируя и уничтожая бактериальные штаммы.
По словам Демокриту, это устранит растущую обеспокоенность по поводу болезней пищевого происхождения, а также снизит вероятность порчи продуктов.
Хорошо известно, насколько сейчас велика проблема пластиковых отходов – в океанах пластика больше, чем рыбы, и он в виде микрочастиц (микропластика) попадает в тела людей и вызывает различные проблемы со здоровьем. Более того, пластиковая упаковка также является одной из причин микробного загрязнения и химической токсичности пищевых продуктов. Исследователи утверждают, что пищевые патогены ежегодно вызывают более 600 миллионов случаев болезней пищевого происхождения.
В отчете Программы действий по отходам и ресурсам (WRAP) в Великобритании показано, что пластиковая упаковка также приводит к увеличению количества пищевых отходов, сокращая срок хранения фруктов и овощей. По данным этого отчета, каждый год примерно 100 000 тонн пищевых продуктов становятся отходами, а сама пластиковая упаковка также дает отходы общим весом около 10 300 тонн.
«У APF есть потенциал, чтобы положить конец проблемам от пластиковых пищевых упаковок. Будем надеяться, что этот антимикробный метод скоро станет новой нормой в пищевой упаковке», – заключает IE.