FRI: тыквенная кожура поможет сохранить свежесть продуктов

Фото из открытых источников

Борьба за увеличение срока годности продуктов питания ведется людьми на протяжении миллионов лет, и ученые продолжают генерировать новые идеи. Изначально консервация позволяла обеспечить продовольственную безопасность и прокормить большее число людей в длительные периоды. Сегодня этот подход дает возможность наслаждаться блюдами из любой точки земного шара, независимо от времени года.

Ученые из японского Университета Кюсю, результаты работы которых были опубликованы в издании Food Research International, создали инновационный, натуральный и простой метод консервации продуктов питания. Он может сократить как количество упаковочных отходов, так и пищевых отходов. В основе его лежит наноматериал, ключевой ингредиент которого — остатки тыквенной кожуры.

«Наша лаборатория уже давно занимается продлением срока хранения сельскохозяйственной продукции при одновременном снижении зависимости от пластмасс на основе нефти», — говорит Фумихико Танака из Университета Кюсю.

Для альтернативного использования кожуру обрабатывали путем нагревания под высоким давлением, после чего ее подвергали лиофилизации для измельчения на углеродные квантовые точки (УКТ) — очень мелкие частицы черного порошка, которые, как было показано ранее, обладают полезными свойствами для упаковки пищевых продуктов.

После смешивания с растительными волокнами и желатином новый материал на основе кожуры был протестирован в сравнении с обычной пластиковой упаковкой и отсутствием упаковки вообще, при этом в качестве тестового продукта использовались помидоры черри.

Проанализировав помидоры через 20 дней, исследователи обнаружили, что материал из тыквенной кожуры показал лучшие результаты, чем отсутствие упаковки вообще, и превзошел стандартный пластик по блокировке ультрафиолетового (УФ) излучения, подавлению роста микроорганизмов и сохранению антиоксидантной активности, хотя обычный пластик все же лучше справлялся с ограничением потери влаги.

Исследователи отмечают, что материал на основе этих маленьких углеродных точек также находится в пределах допустимых значений токсичности.

«Мы понимаем, что безопасность является первостепенной задачей», — говорит Решака Кавинди из Университета Кюсю. «Тесты на жизнеспособность клеток подтвердили, что материал нетоксичен при концентрации ниже 2 мг/мл, а само покрытие использует лишь малую часть этого количества, примерно 0,01 миллиметра в толщину. Потребители могут еще больше снизить воздействие, просто промыв или удалив покрытие».

Преимущества продолжаются. Наноматериал можно распылять, а также использовать в упаковке, что полезно для защиты отдельных участков фруктов и овощей, а также для дальнейшего сокращения отходов.

Учитывая, что кожура составляет около 10–12 процентов от общей массы тыквы, но обычно выбрасывается (хотя она съедобна), это интересный способ полезно использовать пищевые отходы.

«В традиционной антимикробной упаковке обычно используются металлические наночастицы, такие как оксид цинка или серебро, которые оказывают большее воздействие на окружающую среду, чем квантовые точки», — говорит Фумина Танака из Университета Кюсю. «Наши материалы получены из органических веществ и демонстрируют хорошую биосовместимость при эффективных концентрациях, что крайне важно для любого материала, контактирующего с пищевыми продуктами».

Проблема пищевых отходов очень актуальна. По оценкам, около 40-50 процентов собранных фруктов и овощей никогда не доходят до потребителей.

Упаковка с отслаивающейся крышкой пока не готова к поступлению в магазины – она была протестирована только на одном продукте в ограниченных условиях в течение 20 дней, – но это многообещающее начало.

В перспективе команда надеется добавить в упаковочную пленку больше натуральных компонентов, чтобы дополнительно защитить продукты, в которые она упакована (например, от агрессивной плесени). Также предстоит работа по масштабированию этой идеи.

Есть еще один приятный бонус – квантовые точки светятся и под ультрафиолетовым светом, что исследователи тоже могут найти применение.

«Помимо экологических преимуществ, мне бы также хотелось, чтобы этот материал привнес немного веселья в упаковку продуктов питания», — резюмирует Фумина Танака. «Под ультрафиолетовым светом углеродные точки флуоресцируют, и цвет меняется в зависимости от размера частиц. Если бы мы в конечном итоге смогли найти способ отображать с их помощью текст или иллюстрации, это тоже было бы очень интересно».