Plastic verpakkingen zijn een puinhoop. Het zorgt voor een rommel op stortplaatsen, blijft eeuwenlang hangen en biedt slechts middelmatige bescherming voor wat erin zit. Nu suggereert een team van de Kyushu Universiteit in Japan een oplossing die minder naar een vuilstortplaats ruikt en meer naar een pompoenveld.
Ze veranderden restjes in een hoogwaardig nanomateriaal.
Het ingrediënt? Pompoenschillen. Ja, die stukjes worden meestal in de compostbak gegooid na het snijden van jack-o-lanterns of het snijden van taarten.
De resultaten, gepubliceerd in Food Research International, zijn opvallend. De van pompoen afkomstige coating kwam niet alleen overeen met plastic. Op specifieke, kritieke gebieden versloeg het land het.
Hoe pompoennanodeeltjes het standaardplastic verslaan
Het onderzoek richt zich op een specifiek type biologisch afbreekbare pompoenschilverpakking.
Het proces begint met het onder druk verwarmen van de schillen, gevolgd door vriesdrogen. Hierdoor worden ze opgesplitst in koolstofkwantumdots (CQD’s). Dit zijn kleine zwarte poederdeeltjes. Wanneer ze worden gemengd met plantenvezels en gelatine, creëren ze een film- of spuitbare coating.
Het team testte dit op kerstomaatjes. Ze vergeleken drie groepen:
* Onverpakt
* Conventionele plasticfolie
* Het nieuwe materiaal op pompoenbasis
Na twintig dagen lieten de gegevens een duidelijke winnaar zien in drie belangrijke categorieën:
1. UV-bescherming: De pompoencoating blokkeerde ultraviolet licht beter dan standaard plastic.
2. Antimicrobiële werking: Het remde de microbiële groei effectiever af.
3. Retentie van voedingsstoffen: Het behield de antioxiderende activiteit beter dan plastic.
Plastic hield nog steeds beter stand wat betreft vochtverlies. Maar voor het voorkomen van bederf en het beschermen van voedingsstoffen was het op schillen gebaseerde alternatief veelbelovend.
“Ons laboratorium richt zich al lange tijd op het verlengen van de houdbaarheid… en tegelijkertijd het verminderen van de afhankelijkheid van op aardolie gebaseerde kunststoffen”, zegt Fumihiko Tanaka, voedingswetenschapper aan de Kyushu Universiteit.
Is deze nieuwe verpakking niet-giftig?
Veiligheid is de voor de hand liggende vraag. Je wilt immers niet dat giftige nanomaterialen in je producten terechtkomen.
De onderzoekers voerden tests uit op de levensvatbaarheid van de cellen. Er werd bevestigd dat het materiaal niet-giftig beneden 2 mg/ml was.
De daadwerkelijke coating die op de verpakking wordt aangebracht, is ongelooflijk dun: ongeveer 0,01 millimeter. Dit is een fractie van de veilige drempel. Bovendien kunnen consumenten de potentiële blootstelling gemakkelijk verminderen door het voedsel te wassen of te pellen voordat het wordt gegeten.
“We begrijpen dat veiligheid een belangrijk aandachtspunt is”, zegt M.A. Reshaka Kavendi, ook van de Kyushu Universiteit.
Waarom pompoenschillen beter zijn dan zilveren nanodeeltjes
De meeste antimicrobiële verpakkingen op de markt zijn afhankelijk van metalen nanodeeltjes, zoals zinkoxide of zilver. Deze werken zeker. Maar ze hebben een grotere ecologische voetafdruk. Ze zijn niet op dezelfde manier afkomstig uit organisch materiaal.
Koolstofkwantumdots uit pompoenschillen bieden een biocompatibiliteit die metalen niet kunnen evenaren.
Denk aan het afvalaspect. Pompoenschillen vormen ongeveer 10-12% van de totale massa van de pompoen. Meestal wordt het weggegooid. Hoewel het eetbaar is, wordt het zelden geconsumeerd. Door het te gebruiken voor voedselverpakkingen wordt afval omgezet in waarde.
“Conventionele antimicrobiële verpakkingen zijn doorgaans afhankelijk van… metalen nanodeeltjes”, legt Fumina Tanaka uit. “Die van ons zijn afgeleid van organisch materiaal… iets dat van cruciaal belang is voor elk materiaal dat met voedsel in contact komt.”
Kun je morgen pompoenschilwraps kopen?
Niet helemaal.
Het onderzoek is een veelbelovend begin, maar nog niet klaar voor de winkelschappen. Het is op slechts één soort voedsel getest (tomaten). De voorwaarden waren beperkt tot een periode van twintig dagen.
Schaalvergroting is de volgende hindernis. Het team onderzoekt of er meer natuurlijke middelen kunnen worden gebruikt om agressieve schimmels te bestrijden. Ook willen ze de mechanische eigenschappen van de film verbeteren.
Maar het potentieel is er. Het materiaal kan worden gespoten. Dit maakt een spotbehandeling van groenten en fruit mogelijk, waarbij specifieke zwakke plekken worden aangepakt in plaats van het geheel in een vel te wikkelen.
De leuke factor: gloeiende verpakking
Er zit een eigenaardigheid in de wetenschap waar de onderzoekers enthousiast over zijn.
CQD’s fluoresceren onder UV-licht. De kleur verschuift afhankelijk van de deeltjesgrootte.
“Naast de voordelen voor het milieu, zou ik ook graag willen dat dit materiaal de voedselverpakkingen veel plezier geeft”, zegt Fumina Tanaka.
Stel je een verpakking voor die oplicht in het donker. Of geeft tekst weer. Of verandert van kleur om versheid aan te geven. Het gaat niet alleen om het bewaren van voedsel. Het gaat over het opnieuw bedenken van wat verpakkingen kunnen zijn.
De wetenschap houdt stand. De veiligheidsgegevens zijn aanwezig. Het milieuargument is sterk. Maar het van het laboratorium naar het gangpad van de supermarkt brengen? Dat is de volgende uitdaging.
Bewaar tot die tijd je schillen.
