Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета вместе с коллегами из Индии, Бразилии и ЮАР создали умную упаковку для фруктов и овощей из корневищ, морских водорослей, цветов, эвкалипта и листьев ананаса, сообщила пресс-служба российского вуза.
Исследование выполнено по гранту Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Пластик (пластмасса) широко применяется для производства упаковки, которая позволяет дольше сохранять свежесть продуктов. Это самый распространенный материал для пищевой упаковки, однако он не разлагается в природе и не разрушается естественным образом под воздействием физических, химических или биологических процессов (например, с помощью ферментов).
Повсеместное использование пластика неизбежно наносит вред окружающей среде, поэтому российские ученые ведут активную работу по поиску вариантов снижения вредного воздействия на экологию. Заменой могут стать съедобные упаковочные материалы, которые способны разлагаться в природе, не нанося вреда окружающей среде и не представляя опасности для живых организмов.
Химики Санкт‑Петербургского государственного университета в сотрудничестве с учеными из Индии (Университет Махатмы Ганди), Бразилии (Федеральный университет Уберландии) и Южной Африки (Совет по научным и промышленным исследованиям) создали умную упаковку из натуральных компонентов: крахмала, который получают из корневищ растений, каррагинана, добываемого из морских водорослей, наноцеллюлозы, извлекаемой из эвкалипта и листьев ананаса, геля алоэ вера и экстракта цветков гибискуса.
«Крахмал и каррагинан являются основными компонентами упаковки, наноцеллюлоза придает механическую прочность, а гель алоэ вера и экстракт гибискуса добавляют полезные свойства — например, позволяют защищать фрукты и овощи от бактерий. Такая упаковка не только сохраняет продукты свежими, но и может умно реагировать на изменения — изменять цвет, по которому можно определить порчу продукта, продлевая срок его хранения», — объяснила руководитель исследования, профессор кафедры аналитической химии СПбГУ Анастасия Пенькова.
Такая упаковка будет доступна в двух формах: в виде пленок, которые смогут заменить пакеты, а также в жидком виде — для нанесения на фрукты и овощи вместо парафина прямо на производстве, а также для защиты до и во время сбора урожая. Пленки, разработанные химиками СПбГУ, обладают высокой прочностью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, что позволяет использовать их прямо на плантациях, защищая фрукты и овощи от солнечных ожогов, которые могут привести к большим потерям урожая и серьезным финансовым убыткам для фермеров.
Как отметили ученые, пленки с малым содержанием каррагинана (менее 33,3%) и большим наноцеллюлозы (7‑15%) показали лучшие свойства. Они оказались более водостойкими, гидрофобными и прочными, а также меньше пропускали водяной пар. При этом добавление геля алоэ вера и экстракта цветков гибискуса придало пленкам полезные свойства: они стали антибактериальными и приобрели способность изменять цвет в зависимости от кислотности (pH) окружающей среды.
Разработанная упаковка состоит из биоразлагаемых, растворимых в воде, съедобных и безопасных для людей, включая детей, компонентов. Это позволит значительно увеличить срок хранения овощей и фруктов, а также уменьшить количество испорченного и выброшенного урожая, существенно снизив издержки производства. Ученые подали заявку на патент данной разработки.
Результаты исследования опубликованы в научных журналах: Journal of Renewable Materials, Sustainability. Санкт‑Петербургский государственный университет развивает создание экологичных упаковок сразу по нескольким направлениям. Ранее другая научная группа СПбГУ разработала инновационные покрытия для овощей и фруктов из хитозана и желатина.
