Разработан порошок, который не дает испортиться овощам и фруктам
Авокадо из Чили, бананы из Коста‑Рики, томаты из Испании, манго из Бразилии — бóльшая часть фруктов и овощей, которые мы едим, преодолевает тысячи километров, прежде чем попасть на прилавки. Однако ежегодно многие миллионы тонн не доезжают до магазинов.
Одна из главных причин — этилен. Этот природный газ вырабатывается многими плодами и регулирует их созревание. Когда фрукты и овощи оказываются в герметичной упаковке или контейнере, концентрация этилена в воздухе растет, что ускоряет созревание. В итоге значительная часть груза сгнивает еще до прибытия к месту назначения.
Решением может стать обычная глина — после соответствующей обработки, конечно. Методику этой обработки и результаты испытаний обнародовал журнал Applied Surface Science Advances.
«Глина — интересный материал: натуральная, дешевая, нетоксичная, встречается повсеместно, с ней безопасно контактировать. Мы решили попробовать с помощью химии и физики модифицировать глину так, чтобы она улавливала этилен и тем самым замедляла созревание. Нам это удалось», — отмечает физик Элоиза Бордалло из Института Нильса Бора, руководившая исследованием.
Сначала газ попытались адсорбировать обычной, необработанной глиной — она впитывала лишь небольшое количество. Тогда посредством мягкой химической обработки расширили пустоты в структуре глины, создав условия для поглощения большего объема газа, но так, чтобы он не улетучивался обратно, — при этом материал остался нетоксичным.
Глина и ее возможности
До сих пор никому не удавалось добиться столь высокой способности глины поглощать этилен, поэтому ученые видят потенциал в использовании такого материала в пищевой упаковке.
«Теперь мы понимаем фундаментальные физико-химические механизмы, которые определяют, как глина поглощает и удерживает этилен. Раньше этого знания не было. Значит, можно контролировать и оптимизировать процесс — а это необходимо для промышленного применения», — поясняет химик-материаловед Карина Ковальчук из группы Бордалло в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, первый автор статьи.
Исследователи подчеркивают, что не ставили перед собой цель предложить готовое решение — они лишь разработали концепцию.
«Мы представляем небольшие пакетики или прокладки из порошкообразной глины, которые можно класть вместе с фруктами и овощами при перевозке — по аналогии с силикагелем, который помещают в упаковку с обувью или электроникой», — говорит Ковальчук.
Сейчас группа работает над оптимизацией химического процесса, чтобы найти баланс между эффективностью и экологичностью. Также ученые проверяют, можно ли заставить глину поглощать еще больше этилена и удерживать его дольше. В ближайших планах — испытания материала в реальной пищевой упаковке, а затем, если все получится — выход на рынок.
Двух зайцев
Новинка способна не только сократить пищевые потери. Вторая проблема, связанная с этиленом и длительными перевозками, — это вкус. Многие фрукты собирают недозрелыми — как раз чтобы они не сгнили в пути. Однако часть биохимических процессов в плодах к этому моменту еще не завершена, и восполнить их до конца уже невозможно, даже если при транспортировке плоды дозревают под действием этилена. А это напрямую сказывается на вкусе и аромате.
«Если удастся решить проблему этилена, мы убьем двух зайцев. Во-первых, снизим глобальные потери продовольствия. Во-вторых, появится возможность собирать урожай позже, когда плоды уже набрали вкус, — так что потребители получат фрукты такими вкусными, какие они должны быть», — резюмирует Бордалло.
Хотя исследование посвящено этилену и продуктам питания, полученные результаты будут полезны во всех областях, связанных с адсорбцией газов.
