Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
I syfte att producera miljövänliga alternativ till plastfolie och behållare har en forskare från Rutgers utvecklat en biologiskt nedbrytbar, växtbaserad beläggning som kan sprayas på livsmedel och skyddar mot patogena och förstörande mikroorganismer och transportskador.
Den skalbara processen kan potentiellt minska den negativa miljöpåverkan från plastförpackningar för livsmedel samt skydda människors hälsa.
"Vi visste att vi behövde bli av med de petroleumbaserade livsmedelsförpackningarna som finns där ute och ersätta dem med något mer hållbart, biologiskt nedbrytbart och giftfritt", säger Philip Demokritou, chef för Nanoscience and Advanced Materials Research Center, och Henry Rutgers. Ordförande i nanovetenskap och miljöbioteknik vid Rutgers School of Public Health and Environmental and Occupational Health Sciences Institute. "Och vi frågade oss själva samtidigt, 'Kan vi designa livsmedelsförpackningar med en funktionalitet som förlänger hållbarheten och minskar matsvinnet samtidigt som vi ökar livsmedelssäkerheten?'''
Demokritou tillade, "Och vad vi har kommit fram till är en skalbar teknologi, som gör det möjligt för oss att förvandla biopolymerer, som kan härledas som en del av en cirkulär ekonomi från matavfall, till smarta fibrer som kan slå in mat direkt. Detta är en del av ny generation, "smarta" och "gröna" livsmedelsförpackningar."
Forskningen utfördes i samråd med forskare vid Harvard University och finansierades av Harvard-Nanyang Technological University/Singapore Sustainable Nanotechnology Initiative.
Deras artikel, publicerad i vetenskapstidskriften Nature Food , beskriver den nya typen av förpackningsteknologi som använder polysackarid/biopolymer-baserade fibrer. Liksom näten som gjutits av Marvel-seriekaraktären Spider-Man, kan det trådiga materialet spinnas från en värmeanordning som liknar en hårtork och "krymplindas" över mat i olika former och storlekar, såsom en avokado eller en ryggbiff. biff. Det resulterande materialet som omsluter livsmedelsprodukter är tillräckligt robust för att skydda blåmärken och innehåller antimikrobiella medel för att bekämpa förstörelse och patogena mikroorganismer som E. coli och listeria.
Forskningsuppsatsen innehåller en beskrivning av tekniken som kallas fokuserad roterande jetspinning, en process genom vilken biopolymeren tillverkas, och kvantitativa bedömningar som visar att beläggningen förlängde avokados hållbarhet med 50 procent. Beläggningen kan sköljas av med vatten och bryts ner i jord inom tre dagar, enligt studien.
Den nya förpackningen är inriktad på att ta itu med en allvarlig miljöfråga:spridningen av petroleumbaserade plastprodukter i avfallsströmmen. Ansträngningar för att begränsa användningen av plast, såsom lagstiftning i stater som New Jersey för att eliminera distribution av plastpåsar i livsmedelsbutiker, kan hjälpa, sa Demokritou. Men han ville göra mer.
"Jag är inte emot plast," sa Demokritou. "Jag är emot petroleumbaserad plast som vi fortsätter att slänga där ute eftersom bara en liten del av dem kan återvinnas. Under de senaste 50 till 60 åren, under plastens tidsålder, har vi placerat 6 miljarder ton plast avfall till vår miljö. De försämras långsamt där ute. Och dessa små fragment gör det till vattnet vi dricker, maten vi äter och luften vi andas."
Stigande bevis från Demokritous forskargrupp och andra pekar på potentiella hälsokonsekvenser.
Uppsatsen beskriver hur de nya fibrerna som kapslar in maten spetsas med naturligt förekommande antimikrobiella ingredienser - timjanolja, citronsyra och nisin. Forskare i Demokritou forskargruppen kan programmera sådana smarta material för att fungera som sensorer, aktivera och förstöra bakteriestammar för att säkerställa att maten kommer att anlända obefläckad. Detta kommer att ta itu med växande oro över livsmedelsburna sjukdomar samt minska förekomsten av matförstöring, sa Demokritou.
Forskare vid Harvard University som genomförde forskningen inkluderar Kevin Kit Parker, Huibin Chang, Luke Macqueen, Michael Peters och John Zimmerman från Disease Biophysics Group, John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences; och Jie Xu, Zeynep Aytac och Tao Xu från Center for Nanotechnology and Nanotoxicology, Department of Environmental Health, Harvard T. H. Chan School of Public Health. + Utforska vidare
