Устойчивое нановолоконное покрытие может продлить срок хранения фруктов
Сохранение свежести и безопасности фруктов и овощей — сложная задача из-за их скоропортящейся природы. Проблемы послеуборочного хранения приводят к огромным потерям свежей продукции при транспортировке от фермы до стола. Холодильное хранение и упаковка могут сократить эти потери, но часто они неустойчивы, так как используют неразлагаемый пластик или вредные химикаты, которые могут попадать в пищу и почву, нанося ущерб окружающей среде и здоровью.
В новом исследовании, опубликованном в Hybrid Advances, группа под руководством Пурнимы Виджаян из Sree Narayana College for Women (Коллам, Керала, Индия) представила многообещающий новый подход к защите свежей продукции.
Он заключается в нанесении на фрукты и овощи покрытия из целлюлозных нановолокон (CNFs), извлеченных из луковой шелухи, с использованием синтетического биополимера для скрепления волокон и нанокукумина в качестве дополнительной антимикробной наночастицы. Покрытие не только полностью съедобно, но и может продлить срок годности фруктов и овощей, минимизируя воздействие на окружающую среду.
Три ингредиента
Целлюлозные нановолокна (CNFs) — это нановолокна на основе целлюлозы, основного структурного компонента клеточных стенок растений. Покрытия на основе CNFs изучаются для потенциального использования в качестве защитных покрытий для свежей продукции. Однако до сих пор прогресс сдерживался их низкой водостойкостью и термической стабильностью, что делает их уязвимыми к деградации, особенно в жарких и влажных регионах, таких как Индия.
Команда Виджаян решала эту проблему с помощью нового рецепта покрытия на основе CNFs, которое они протестировали на мандаринах.
«Чтобы реализовать экономически эффективное управление отходами в сельском хозяйстве, мы приготовили нановолокна из выброшенной луковой шелухи, — объясняет Виджаян. — Мы покрыли апельсины составами из целлюлозных нановолокон, поливинилового спирта (PVA) и нанокукумина».
PVA — это синтетический полимер, который нетоксичен, биоразлагаем, а также безвкусен и не имеет запаха. Смешивая CNFs с этой полимерной матрицей, команда обеспечила прочное скрепление нановолокон, повысив водо- и термостойкость пленки. Добавление нанокукумина обеспечило дополнительный уровень защиты: этот материал, извлекаемый из порошка куркумы, хорошо известен своими антимикробными и противогрибковыми свойствами.
Защита от порчи
Для проверки эффективности пленки команда Виджаян тщательно смешала три ингредиента, затем погрузила мандарины в смесь на две минуты и дала им высохнуть на воздухе. В течение следующих двух недель они отслеживали изменения различных свойств фруктов, включая их вес, кислотность и общее содержание растворимых твердых веществ (TSS) — показатель концентрации сахаров, белков и других сложных молекул, которые распадаются при порче фрукта.
По сравнению с набором незащищенных фруктов, пленка сохраняла плоды свежими и безопасными для употребления гораздо дольше. В то время как незащищенные фрукты визуально начали портиться в течение 13 дней, исследователи отметили, что покрытые пленкой мандарины оставались гораздо более свежими и демонстрировали значительно меньшие изменения в весе, кислотности и TSS.
Основываясь на этом успехе, команда Виджаян уверена, что их пленка может в конечном итоге изменить существующие подходы к хранению свежих фруктов и овощей.
«Это исследование подчеркивает концепцию "богатства из отходов": эффективное преобразование сельскохозяйственных отходов [в данном случае луковой шелухи] в продукты с добавленной стоимостью, — говорит Виджаян. — Мы представляем устойчивое решение для предотвращения роста пластикового загрязнения и снижения рисков для здоровья, связанных с микропластиком из упаковочных материалов для пищевых продуктов».