a-jag, II:Obedragna och belagda mandariner inkuberade i 14 och 28 dagar i vardagsmiljöer b-I:Obedragna och belagda jordgubbar inkuberade i 58 timmar i dagliga miljöer b-II:Statistisk undersökning av den resulterande ätbarheten. Kredit:KAIST
Den ätbara beläggningen på produkter har rönt stor uppmärksamhet inom livsmedels- och jordbruksindustrin. Det kan inte bara förlänga produkternas hållbarhet efter skörd mot yttre förändringar i miljön utan också ge ytterligare näringsämnen som är användbara för människors hälsa. Dock, de flesta versioner av beläggningen har haft inneboende begränsningar i sin praktiska tillämpning. Först, mycket specifika interaktioner mellan beläggningsmaterial och målytor krävs för en stabil och hållbar beläggning. Ännu längre, beläggning av bulksubstrat, som frukt, är tidskrävande eller inte kan uppnås i den konventionella lösningsbaserade beläggningen. I det här avseendet, materialoberoende och snabba beläggningsstrategier är mycket efterfrågade.
Forskargruppen ledd av professor Insung Choi vid Institutionen för kemi utvecklade en spraybar nanobeläggningsteknik med växthärledd polyfenol som kan appliceras på vilken yta som helst. Denna nya nanobeläggningsprocess kan slutföras på några sekunder för att bilda nanometertjocka filmer, möjliggör beläggning av råvaror, som skoinlägg och frukter, på ett kontrollerat sätt. Till exempel, spraybelagda mandarin apelsiner och jordgubbar visar avsevärt förlängd hållbarhet efter skörd, antyder den praktiska potentialen i ätbara beläggningar av färskvaror.
Tekniken har patenterats och kommersialiseras för närvarande för utbredd användning som ett sätt att bevara produkter. Forskningsresultaten har nyligen publicerats i Vetenskapliga rapporter den 1 aug.
polyfenoler, en metabolit av fotosyntes, har flera hydroxylgrupper och finns i ett stort antal växter med utmärkta antioxidantegenskaper. De har använts i stor utsträckning som en giftfri livsmedelstillsats och är kända för att uppvisa antibakteriella, samt potentiella anti-cancerframkallande egenskaper. Polyfenoler kan också användas med järnjoner, som finns naturligt i kroppen, för att bilda ett limkomplex, som har använts vid garvning av läder, bläck, etc.
Forskargruppen kombinerade dessa kemiska egenskaper hos polyfenol-järnkomplex med spraytekniker för att utveckla sin nanobeläggningsteknologi. Jämfört med konventionella nedsänkningsmetoder, som doppar substrat i specialiserade beläggningslösningar, denna sprayteknik kan belägga de utvalda områdena snabbare. Sprayen förhindrar också korskontaminering, vilket är ett stort bekymmer för nedsänkningsmetoder. Forskargruppen har visat upp sprayens förmåga att belägga en mängd olika material, inklusive metaller, plast, glas, samt textiltyger. Polyfenolkomplexet har använts för att bilda antidimfilmer på korrigerande linser, samt svampdödande behandlingar för skosulor, demonstrerar mångsidigheten i deras teknik.
Vidare, sprayen har använts för att belägga produkter med en naturligt antibakteriell, ätbar film. Beläggningarna förbättrade avsevärt hållbarheten för mandariner och jordgubbar, bevarar fräschören efter 28 dagar och 58 timmar, respektive. (Obelagd frukt bröts ner och möglade under samma förhållanden).
Professor Choi sa, "Nanobeläggningsteknik är fortfarande i sin linda, men de har outnyttjad potential för spännande tillämpningar. Som vi har visat, nanobeläggningar kan enkelt anpassas för flera olika användningsområden, och den kreativa kombinationen av befintliga nanomaterial och beläggningsmetoder kan samverka för att frigöra denna potential."