Съедобный биокомпозит на неделю продлил срок годности фруктов и ягод

По данным ВОЗ, сегодня в мире голодают около 800 миллионов человек. Что самое парадоксальное, около трети произведенных продуктов при этом пропадают зря и в итоге не съедаются, а сразу выбрасываются. Чаще всего еда портится в процессе доставки с полей и ферм в точки продажи.

Больше всего это касается фруктов и овощей: для некоторых из них процент порчи до употребления достигает 50% массы. Для решения этой проблемы ученые разработали специальный биокомпозит на основе яичного белка. Статья о разработке опубликована в журнале Advanced Materials.

Сегодня для консервации овощей и фруктов часто используют воск. Он препятствует испарению воды и развитию микробов, тем самым продлевая сохранность плодов. Однако воск очень сложно смыть с поверхности, а при попадании в желудок он может нарушать некоторые биохимические процессы.

Такие методы, как упаковка в газовой среде, охлаждение или нанесение парафиноподобных веществ, хотя и сохраняют овощи и фрукты достаточно долго, но могут изменить их вкус, а также достаточно дороги и энергозатратны. Биокомпозит, предложенный учеными, гораздо дешевле, полностью съедобен, не влияет на вкусовые качества и не вредит организму.

Новый материал состоит из яичного белка, сухого желтка, глицерина, целлюлозных нанокристаллов и куркумина. Белок служит основой композита, глицерин придает ему эластичность, а компоненты яичного желтка — водоотталкивающие свойства. Куркумин ингибирует окисление веществ в продуктах и тормозит развитие микрофлоры, а целлюлоза дает композиту дополнительную жесткость, параллельно мешая проникновению воды и кислорода.

Сохранность покрытых композитом и непокрытых продуктов при различных сроках экспозиции / © Ajayan, Rahman, Yung et al., Advanced Materials, 2020

Процесс консервации при помощи такого материала очень прост. В разогретую до 80 градусов воду вносили все компоненты биокомпозита, полученную смесь охлаждали до комнатной температуры, а затем вносили в нее фрукты и ягоды. Эффективность консервации ученые проверили на четырех продуктах: папайе, авокадо, банане и клубнике.

Продукты, покрытые слоем биокомпозита, сохраняли свои свойства и товарный вид гораздо дольше, чем непокрытые, примерно на неделю. Например, после трех дней непокрытая клубника теряла 60% влаги, тогда как в ягодах, покрытых биокомпозитом, этот показатель не превышал 40% на пятый день экспозиции.

Антимикробные свойства материала тоже оказались на высоте: ученые проверили это при помощи культуры кишечных палочек. Микроорганизмы нанесли на поверхность биокомпозита, а после ночи выдержки никаких бактерий на материале обнаружено не было. Вдобавок ко всему биокомпозит легко смывается водой: покрытие толщиной в 100 микрометров растворялось 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.