Биокомпозит увеличил срок годности фруктов на неделю

7 мая 2020
206

Материаловеды разработали съедобный биокомпозит на основе яичного белка, который позволил продлить срок годности фруктов на неделю. Такое покрытие легко смывается с поверхности фрукта и не влияет на вкус и запах. Статья опубликована в журнале Advanced Materials. По статистике ВОЗ за 2018 год более 800 миллионов человек по всему миру голодают. Программа устойчивого развития «Нулевой голод» направлена на искоренение голода и всех форм неполноценного питания к 2030 году. По некоторым оценкам примерно треть всей еды на Земле пропадает зря и не употребляется, что в первую очередь связывают с порчей продуктов за время транспортировки с ферм до магазинов. Для фруктов и овощей оценки еще хуже — 40-50 процентов портятся перед употреблением. Порча пищевых продуктов происходит из-за процессов потери воды и микробной активности.

На сегодняшний момент ученые нацелены на увеличение срока годности продуктов питания за счет методов, которые препятствуют испарению воды и росту микробов. Например, один из таких известных методов — нанесение воска, который производители давно используют для увеличения яркости фруктов. Но воск достаточно сложно смыть, а потому он попадает в организм, где расщепляется кишечными клетками на ионы, тем самым ингибируя некоторые метаболические процессы и разрушая мембраны. Остальные методы включают в себя охлаждение, упаковку в модифицированной газовой среде и нанесение парафиноподобных активных покрытий. Однако эти методы требуют дополнительного времени на обработку и приводят к удорожанию продуктов, а также влияют на внешний вид и вкус фруктов. Поэтому ученые ищут альтернативные подходы к продлению срока годности без изменения характеристик продуктов.

Биокомпозит состоит из яичного белка, глицерина, сухого яичного желтка, куркумина и нанокристаллов целлюлозы. Яичный белок взят в качестве белковой основы за свою хорошую биосовместимость, глицерин же увеличивает эластичность хрупкого денатурированного белка. Для отталкивания воды в смесь добавили жирные кислоты из яичного желтка, а противомикробные и антиоксидантные свойства обеспечивает куркумин. Нанокристаллы целлюлозы армируют композит и усложняют проникновение воды и кислорода сквозь покрытие. Ученые последовательно добавляли компоненты в воду при температуре в 80 градусов Цельсия, затем раствор охлаждали до комнатной температуры, после чего погружали в него фрукты.

Антимикробные свойства полностью подтвердились — ученые поместили бактерии кишечной палочки (Escherichia coli) на поверхность и после ночи выдержки их не обнаружили. Цитотоксичность авторы проверили, поместив раковые клетки поджелудочной железы в раствор компонентов с концентрацией 0,1 и 1 миллиграмм на миллилитр — после дня выдерживания не произошло изменений и более 90 процентов клеток остались живыми, что не удивительно, ведь покрытие состоит из веществ, давно применяемых в пищевой промышленности. Но такое покрытие с легкостью растворяется в воде и смывается с поверхности фруктов — покрытие толщиной в 100 микрометров растворялось в воде за две минуты. Таким образом, ученые доказали, что съедобное и смываемое покрытие из биокомпозита продлевает срок годности фруктов на неделю.