Plastikowe opakowania to chaos. Zaśmieca wysypiska śmieci, utrzymuje się w przyrodzie przez stulecia i zapewnia jedynie mierną ochronę swojej zawartości. Teraz zespół naukowców z Uniwersytetu Kiusiu (Japonia) opracował rozwiązanie, które pachnie nie wysypiskiem śmieci, ale grządką dyni.
Zamienili odpady spożywcze w wysoce skuteczny nanomateriał.
Składnik? Skórka dyni. Tak, te same resztki, które zwykle trafiają do kompostu po wycinaniu lampionów na Halloween lub krojeniu ciast.
Wyniki opublikowane w czasopiśmie Food Research International są imponujące. Powłoka na bazie dyni nie tylko konkurowała z plastikiem. W kilku krytycznych aspektach go przekroczył.
W czym nanocząsteczki dyni są lepsze od zwykłego plastiku
W badaniu skupiono się na konkretnym typie biodegradowalnych opakowań skórek dyni.
Proces rozpoczyna się od podgrzania skórek pod ciśnieniem, a następnie liofilizacji. To zamienia je w węglowe kropki kwantowe (CQD). Są to małe cząsteczki czarnego proszku. Po zmieszaniu z włóknami roślinnymi i żelatyną tworzą film lub powłokę natryskową.
Zespół przetestował ten materiał na pomidorach koktajlowych, porównując trzy grupy:
*Bez opakowania
* Zwykła folia z tworzywa sztucznego
* Nowy materiał na bazie dyni
Po 20 dniach dane wykazały wyraźnego zwycięzcę w trzech kluczowych kategoriach:
1. Ochrona przed promieniowaniem UV: Powłoka dyni blokuje promienie UV lepiej niż standardowe tworzywo sztuczne.
2. Działanie przeciwdrobnoustrojowe: Był skuteczniejszy w hamowaniu wzrostu mikroorganizmów.
3. Zatrzymywanie składników odżywczych: Zachowuje działanie przeciwutleniające lepiej niż plastik.
Plastik był jeszcze lepszy w ograniczaniu utraty wilgoci. Jednak w zakresie zapobiegania psuciu się i ochrony składników odżywczych alternatywa na bazie skórki wykazała znaczny potencjał.
„Nasze laboratorium ma długą historię prac nad przedłużeniem okresu przydatności do spożycia żywności… przy jednoczesnym zmniejszeniu zależności od tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej” – mówi Fumihiko Tanaka, naukowiec ds. żywności na Uniwersytecie Kyushu.
Czy to nowe opakowanie jest bezpieczne?
Bezpieczeństwo to oczywista kwestia. Przecież nikt nie chce, aby toksyczne nanomateriały przedostawały się do owoców i warzyw.
Naukowcy przeprowadzili testy żywotności komórek. Stwierdzono, że materiał jest nietoksyczny w stężeniach poniżej 2 mg/ml.
Rzeczywista grubość powłoki nałożonej na opakowanie jest niezwykle mała – około 0,01 milimetra. To tylko ułamek bezpiecznego progu. Ponadto konsumenci mogą z łatwością zminimalizować potencjalne narażenie, po prostu myjąc lub obierając żywność przed spożyciem.
„Rozumiemy, że bezpieczeństwo jest kluczową kwestią” – zauważa M.A. Reshaka Kavendi, również z Uniwersytetu Kiusiu.
Dlaczego dynia jest lepsza od nanocząstek srebra
Większość opakowań antybakteryjnych dostępnych na rynku opiera się na nanocząsteczkach metali, takich jak tlenek cynku lub srebro. Na pewno działają. Ale ich ślad ekologiczny jest znacznie większy. Nie są one otrzymywane z materiałów organicznych w ten sam sposób.
Węglowe kropki kwantowe ze skórek dyni mają biokompatybilność, której metal nie może dorównać.
Spójrz na aspekt odpadów. Skórka dyni stanowi około 10–12% całkowitej masy dyni. Zwykle jest wyrzucany. Chociaż jest jadalny, jest rzadko spożywany. Używanie skórek do pakowania żywności zamienia odpady w wartość.
„Konwencjonalne opakowania antybakteryjne zazwyczaj opierają się na… nanocząsteczkach metalu” – wyjaśnia Fumina Tanaka. „Nasze pochodzą z materii organicznej… która ma kluczowe znaczenie dla każdego materiału przeznaczonego do kontaktu z żywnością”.
Czy jutro mogę kupić opakowania ze skórką dyni?
Nie bardzo.
Badania te stanowią obiecujący początek, ale nie są jeszcze gotowe na półki sklepowe. Testowano go tylko na jednym rodzaju żywności (pomidory). Warunki eksperymentu ograniczono do okresu 20 dni.
Następną barierą jest skalowanie. Zespół bada możliwość dodania innych naturalnych środków do zwalczania agresywnej pleśni. Mają także na celu poprawę właściwości mechanicznych folii.
Ale potencjał jest oczywisty. Materiał można natryskiwać. Pozwala to na ukierunkowane przetwarzanie owoców i warzyw, ukierunkowane na słabe punkty, zamiast owijania całego produktu w ciągłą skorupę.
Ciekawostka: świecące opakowanie
Jest coś szczególnego w nauce, co fascynuje badaczy.
Węglowe kropki kwantowe fluoryzują w świetle UV. Kolor zmienia się w zależności od wielkości cząstek.
„Oprócz korzyści dla środowiska, chcę również, aby ten materiał wnosił wiele radości do opakowań produktów” – mówi Fumina Tanaka.
Wyobraź sobie opakowanie, które świeci w ciemności. Lub wyświetla tekst. Lub zmienia kolor, wskazując świeżość żywności. Nie chodzi tylko o konserwację żywności. Chodzi o ponowne przemyślenie, czym może być opakowanie.
Nauka wytrzymuje krytykę. Istnieją dane dotyczące bezpieczeństwa. Uzasadnienie ekologiczne jest mocne. Ale przeniesienie rozwoju z laboratorium na półki supermarketów? To jest kolejne zadanie.
W międzyczasie zachowaj skórki dyni.
