В течение недели продукты, такие как клубника, папайя, бананы и авокадо, сохраняли свои характеристики и внешний вид благодаря применению материала на основе яичного белка.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, на сегодняшний день около 800 миллионов человек во всем мире страдают от голода. При этом, что вызывает удивление, примерно треть производимых продуктов питания теряется и не используется, а сразу же отправляется на свалку. Наиболее часто продукты портятся во время транспортировки от сельскохозяйственных угодий и ферм до мест продажи.
Особенно остро проблема касается фруктов и овощей, у которых до употребления до 50% массы может прийти в негодность. Для решения данной задачи ученые создали биокомпозит, основу которого составляет яичный белок. Статья о разработке опубликована в журнале Advanced Materials.
Воск все чаще применяется для консервации овощей и фруктов. Он предотвращает потерю влаги и рост микроорганизмов, что способствует увеличению срока хранения продукции. Вместе с тем, его трудно удалить с поверхности, а при проглатывании может вызывать сбои в биохимических реакциях организма.
Несмотря на то, что методы, такие как упаковка в газовой среде, охлаждение или нанесение парафиноподобных веществ, позволяют достаточно долго сохранять овощи и фрукты, они могут изменять их вкус, а также являются дорогостоящими и энергозатратными. Биокомпозит, разработанный учеными, значительно дешевле, полностью съедобен, не влияет на вкус и безопасен для здоровья.
Материал создан на основе яичного белка, сухого желтка, глицерина, целлюлозных нанокристаллов и куркумина. Яичный белок выполняет роль основы композита, глицерин обеспечивает его эластичность, а компоненты яичного желтка придают водоотталкивающие характеристики. Куркумин подавляет окислительные процессы в продуктах и препятствует росту микроорганизмов, а целлюлоза увеличивает жесткость композита, одновременно снижая проникновение воды и кислорода.
Использование данного материала для консервации – довольно простой процесс. Все компоненты биокомпозита добавляли в воду, нагретую до 80 градусов, затем полученную смесь охлаждали до комнатной температуры, после чего в нее помещали фрукты и ягоды. Для оценки эффективности консервации были проведены испытания на четырех продуктах: папайе, авокадо, банане и клубнике.
Продукты, покрытые биокомпозитом, значительно дольше сохраняли свои характеристики и внешний вид по сравнению с непокрытыми, приблизительно на неделю. Так, через три дня непокрытая клубника теряла до 60% влаги, в то время как у ягод, защищенных биокомпозитом, потеря влаги не превышала 40% уже на пятый день хранения.
Материал продемонстрировал выраженные антимикробные характеристики, что было подтверждено в ходе испытаний с использованием культуры кишечной палочки. На поверхность биокомпозита наносили микроорганизмы, и после ночной выдержки бактерии полностью отсутствовали. Кроме того, биокомпозит обладает хорошей смываемостью: слой покрытия толщиной 100 микрометров был удален водой всего за две минуты.
Ранее специалисты университета ИТМО разработали светоизлучающий композитный материал на основе нанокристаллов перовскита. На его основе можно будет создавать миниатюрные источники света с улучшенными выходными параметрами.