A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)
A tudósok évszázadok óta keresik azokat a módszereket, amelyekkel hosszabb ideig frissen tarthatók az élelmiszerek. Az élelmiszer-tartósítás fejlődése nemcsak az élelmiszerhiány csökkentésében játszott fontos szerepet, hanem lehetővé tette azt is, hogy a világ távoli részeiről vagy szezonon kívül is fogyaszthassunk különféle élelmiszereket.
Most japán kutatók egy olyan természetes csomagolóanyagot fejlesztettek ki, amely kidobásra ítélt sütőtökhéjból készül, és laboratóriumi vizsgálatokban több szempontból is jobbnak bizonyult a hagyományos műanyag csomagolásnál, írja a Science Alert.
A sütőtökhéjból készült nanomateriál több fontos tulajdonságban is felülmúlta a műanyagot
A japán Kjúsú Egyetem kutatócsoportja a Food Research International tudományos folyóiratban ismertetett tanulmányában egy innovatív, természetes élelmiszer-csomagoló anyagot mutatott be, amely egyszerre csökkentheti a csomagolási hulladék és az élelmiszer-pazarlás mennyiségét.
Az új anyag legfontosabb összetevője a sütőtökhéj, amelyet a legtöbb esetben hulladékként kidobnak, pedig ehető.
A kutatók szerint a fejlesztés három fontos területen is felülmúlta a hagyományos műanyag csomagolást: hatékonyabban blokkolta az ultraibolya (UV) sugárzást, jobban gátolta a mikroorganizmusok szaporodását, valamint hosszabb ideig megőrizte az élelmiszerek antioxidáns-tartalmát.
„Laboratóriumunk hosszú ideje azon dolgozik, hogy meghosszabbítsa a mezőgazdasági termékek eltarthatóságát, miközben csökkenti a kőolajalapú műanyagoktól való függőséget” – mondta Fumihiko Tanaka élelmiszerkutató, a Kjúsú Egyetem munkatársa.
A sütőtökhéjat nagy nyomáson felhevítették, majd fagyasztva szárították, hogy úgynevezett szénalapú kvantumpontokká (Carbon Quantum Dots – CQD) alakítsák. Ezek rendkívül apró fekete porszemcsék, amelyek korábbi kutatások szerint kedvező tulajdonságokkal rendelkeznek az élelmiszer-csomagolás területén.
A kvantumpontokat növényi rostokkal és zselatinnal kombinálták, majd az így készült csomagolóanyagot hagyományos műanyag csomagolással, illetve csomagolás nélküli tárolással hasonlították össze. A vizsgálatok során koktélparadicsomot használtak. Húsz nap elteltével a paradicsomok elemzése azt mutatta, hogy a sütőtökhéjból készült csomagolás jelentősen jobb eredményt ért el a csomagolás nélküli tárolásnál, és a hagyományos műanyagot is felülmúlta az UV-sugárzás elleni védelemben, a baktériumok szaporodásának gátlásában és az antioxidánsok megőrzésében. A nedvességveszteség csökkentésében ugyanakkor továbbra is a hagyományos műanyag bizonyult hatékonyabbnak.
Biztonságos lehet az élelmiszerekkel érintkezve, és még a hulladék mennyiségét is csökkentheti
A kutatók hangsúlyozták, hogy a szénalapú kvantumpontokat tartalmazó anyag toxikológiai szempontból is biztonságosnak bizonyult.
„Tudjuk, hogy a biztonság alapvető szempont” – mondta M. A. Reshaka Kavindi élelmiszerkutató.
A sejtvizsgálatok szerint az anyag 2 milligramm/milliliter koncentráció alatt nem mutat toxikus hatást, miközben maga a bevonat ennél jóval kisebb mennyiséget tartalmaz, vastagsága pedig mindössze körülbelül 0,01 milliméter. A kutatók szerint a fogyasztók a gyümölcsök és zöldségek megmosásával vagy meghámozásával tovább csökkenthetik az esetleges érintkezést.
Az új nanomateriál nemcsak hagyományos csomagolóanyagként használható, hanem permetezhető bevonatként is alkalmazható. Ez lehetővé teszi, hogy csak a gyümölcsök vagy zöldségek sérülékeny részeit kezeljék, ami tovább mérsékelheti a csomagolóanyag-felhasználást. A sütőtökhéj a termés teljes tömegének körülbelül 10–12 százalékát teszi ki, és bár ehető, többnyire hulladékként végzi. Az új technológia így az élelmiszer-hulladék hasznosításának is új lehetőségét kínálja.
Fumina Tanaka élelmiszerkutató rámutatott, hogy a hagyományos antibakteriális csomagolóanyagok gyakran cink-oxidot vagy ezüst nanorészecskéket alkalmaznak, amelyek környezeti terhelése jóval nagyobb, mint a szerves eredetű szénalapú kvantumpontoké. Az új anyag szerves alapanyagból készül, és a hatékony koncentráció mellett is jó biokompatibilitást mutat, ami alapvető követelmény minden olyan csomagolóanyagnál, amely közvetlenül érintkezik élelmiszerrel.
Az élelmiszer-pazarlás világszerte komoly problémát jelent. Becslések szerint a betakarított gyümölcsök és zöldségek 40–50 százaléka soha nem jut el a fogyasztókhoz. A kutatók ugyanakkor hangsúlyozzák, hogy a sütőtökhéjból készült csomagolás egyelőre még nem áll készen a kereskedelmi bevezetésre. A technológiát eddig csupán egyetlen élelmiszeren, korlátozott laboratóriumi körülmények között és 20 napon át vizsgálták.
A következő lépésként a kutatócsoport további természetes hatóanyagokat szeretne beépíteni a csomagolófóliába, hogy az még hatékonyabban védje az élelmiszereket például az agresszív penészgombákkal szemben. Emellett az ipari méretű gyártás megvalósításán is dolgozni kell.
A fejlesztésnek egy érdekes mellékhatása is van: a szénalapú kvantumpontok UV-fény hatására világítanak, ráadásul a kibocsátott fény színe a részecskék méretétől függ. Fumina Tanaka szerint a jövőben akár feliratok vagy illusztrációk is készülhetnének ezzel a technológiával, ami nemcsak környezetbarátabbá, hanem látványosabbá is tehetné az élelmiszer-csomagolásokat.
A kutatás eredményeit a Food Research International tudományos folyóirat publikálta.
Kapcsolódó anyagok:
A jövő csomagolása már ehető: bemutatták a világ első növényekből készült fóliáját
A nyitókép csak illusztráció, forrás: Image by Deborah Jackson from Pixabay
