I ett samarbete för att förbättra livsmedelsindustrin har Dr Mustafa Akbulut, professor i kemiteknik, och Dr Luis Cisneros-Zevallos, professor i trädgårdsvetenskap, utvecklat en tvåstegsbeläggningslösning för galvaniserat stål som är mer hygienisk och reducerar risken för korrosion.
Galvaniserade stålbehållare och ytor används för skördade produkter på grund av deras hållbarhet, styrka och lägre kostnad jämfört med rostfritt stål. Däremot kan bakterier som finns i förvaringsbehållare orsaka korrosion.
Den nya beläggningen kommer att minska korrosion med minst 70 %, sa Akbulut.
"Detta material är mer hållbart och upplever inte korrosion," sa Akbulut. "Ytan i sig kan stöta bort bakterierna så att det inte fastnar bakterier på den. Vanligt stål tenderar att samla in patogener och mikroorganismer, men det belagda stålet övervinner det problemet. Det här är de främsta fördelarna med denna teknik."
Beläggningsmetoden för galvaniserat stål uppvisar superhydrofobicitet och antifouling-egenskaper, vilket effektivt hämmar fastsättningen av svampar, bakterier och lera. Denna forskning publicerades i Journal of Food Engineering .
"Detta kommer att ha en inverkan eftersom människor som konsumerar frukt och grönsaker litar på att de köper något säkert, och det kommer inte att påverka deras hälsa," sa Cisneros-Zevallos. "Just nu gör branschen sitt bästa för att minska dessa risker, men du kommer att höra om utbrott av dessa föroreningar och människor som blir sjuka. Ibland rapporteras dödsfall på grund av dessa händelser."
Under beläggningsprocessen förändras inte stålets materialegenskaper, strukturella egenskaper och mekaniska hållfasthet. Bara det översta lagret av stålet är belagt, eftersom det är där mat kommer i kontakt med ytan, sa Akbulut.
Forskning visar att denna beläggning minskar bakteriestammar under sju dagar och minskar vidhäftningen till Aspergillus, en livsmedelsburen svamp.
Denna beläggningsteknik kan potentiellt användas på spannmålslagringssilos, tillsammans med andra livsmedelsrelaterade lagringsenheter och behållare, enligt artikeln. Detta är en betydande välsignelse för de multidisciplinära områdena livsmedelsteknik, säkerhet och bearbetning.
Den galvaniserade stålbeläggningen kommer också att gynna jordbruksmark, enligt Akbulut.
"Många av de livsmedelsproducerade råvarorna kommer till den industriella miljön i någon sorts jord, skräp eller lera," sa Akbulut. "Så även om produkterna tvättas kan dessa varor orsaka kontaminering. Med denna teknik minskar vi lerrelaterad kontaminering."
Med informationen som samlats in från forskningen sa Cisneros-Zevallos att de så småningom skulle kunna anpassa och använda dessa teknologier för att revolutionera färre utbrott och påverka livsmedelsindustrin positivt.
"Vårt mål är att få branschen att anta detta," sa Cisneros-Zevallos. "Behandlare kommer att gynnas i den meningen att de kommer att hantera något som de kan leverera på ett tillförlitligt sätt till konsumenterna, och konsumenterna kommer att gynnas eftersom de kommer att ha något som är säkert för dem."
Från fältet till konsumenten kan kontaminering minimeras genom att använda dessa typer av ytor och undvika korskontaminering, som förklarats av Cisneros-Zevallos.
"Med den här forskningen säkerställer vi att den tekniska utvecklingen från andra områden fullföljs och implementeras inom jordbruket," sa Cisneros-Zevallos. "Jordbruket håller på att komma ikapp med andra tekniker. Denna beläggning påverkar direkt vårt dagliga liv och maten vi försöker göra säkrare."
Bidragsgivare till forskningen inkluderar doktoranderna Wentao Zhou, Shuhao Liu och William DeFlorio från Artie McFerrin Department of Chemical Engineering, tillsammans med professor Jun Kyun Oh och doktoranderna Sang Ha Song och Hayoung Choi vid Institutionen för polymervetenskap och teknik, Dankook universitet.
Mer information: Wentao Zhou et al, Nanostrukturerade antifouling-beläggningar för matförvaring av galvaniserat stål och behållarytor för att förbättra hygienen och korrosionsbeständigheten mot bakterie-, svamp- och lerkontamination, Journal of Food Engineering (2023). DOI:10.1016/j.jfoodeng.2023.111784
Tillhandahålls av Texas A&M University College of Engineering
