Kredit:Queensland University of Technology (QUT)
QUT-forskare arbetar för att designa snabbare, billigare, och bättre sätt att lagra mat.
Publicerad i tidskrift PLOS One , forskare använde QUT:s superdatoranläggningar för att undersöka det mikromekaniska beteendet hos växtvävnader och hur biologiska celler beter sig när de är uttorkade eller torkade.
Huvudutredaren Dr. Charith Rathnayaka är en beräkningsforskare från QUT:s fakultet för naturvetenskap och teknik som undersöker fysiken, matematik, och biologi av jordbrukscellstrukturer för att förbättra livsmedelsproduktionen.
"Genom att utveckla beräkningsmodellen, det är möjligt att uppskatta hur cellerna skadas när de bearbetas för konservering, lagring eller förpackning, " sa Dr. Rathnayaka.
"Denna innovation har potential att påverka framtiden för livsmedelstorkningsprocesser globalt när det gäller att minska kostnaderna, optimera livsmedelsbearbetning, energibesparing och ökad hållbarhet för torkad mat."
Viktiga resultat:
Dr. Rathnayaka sa att resultaten av denna studie kan leda till bättre design för industriell torkning av frukt, grönsaker, eller något annat växtbiologiskt material.
Som ett exempel, han beskrev processen genom att använda färsk frukt som äpplen som samtidigt torkades och avbildades och sedan jämfördes med förutsägelserna från simuleringarna.
De experimentella data avslöjade mikroskopiska vävnader av äpplet och skillnaderna mellan färska förhållanden och extremt torkade förhållanden, med bilder i journalen Mjuk materia .
"En specifik anledning till att använda äpple som representativt växtlivsmedelsmaterial var på grund av den rikliga tillgången på experimentella fynd, " han sa.
"Det visade att genom att kontrollera processförhållandena som temperatur, tryck, fuktighet och bearbetningshastighet, det är möjligt att kontrollera skadorna på äppelceller för att utvinna det bästa näringsvärdet."
Han sa att resultaten också visade att vid extrema torrhetsnivåer, cellerna skadas naturligt även utan bearbetning.
"På grund av det höga trycket i cellerna vid färska förhållanden, de är mycket känsliga för högre krafter som äger rum under bearbetning såsom skärning, förpackning, eller extrudering, " han sa.
"Detta ger värdefulla insikter för att inte bara bearbeta äpplen utan många andra jämförbara frukter och grönsaker."
Dr. Rathnayaka sa att studiens resultat har konsekvenser för ytterligare forskning om livsmedelsbearbetning under torka.
Han sa att det finns ett behov av att hitta innovativa sätt att undersöka skörd och bearbetning av produkter under extrema klimatförhållanden.
"För närvarande finns det en forskningslucka när det gäller att noggrant utvärdera och förutsäga torka och värmebeständighet hos växt-matvävnader, " han sa.
"Covid-19-pandemin har lagt ännu mer tonvikt på den ständigt växande betydelsen av växtlivsmedelssäkerhet och mer effektiva sätt att kvantifiera och förutsäga jordbruksprodukters prestanda under torka."
