Учёные создали глину, которая поможет фруктам дольше оставаться свежими

Учёные из Копенгагенского университета разработали новый материал на основе обычной глины, способный поглощать этилен – природный газ, играющий ключевую роль в процессе созревания фруктов и овощей. Результаты исследования описаны в журнале Phys.

Смотрите также Под океаном нашли "Затерянный город", который может изменить представления о происхождении жизни

Как обычная глина может продлить жизнь фруктам?

Проблема преждевременного созревания особенно актуальна для глобальной торговли продуктами питания. Авокадо из Чили, бананы из Коста-Рики, манго из Бразилии или помидоры из Испании часто преодолевают тысячи километров, прежде чем попасть на прилавки магазинов. За это время в контейнерах накапливается этилен, который естественным образом выделяют сами плоды.

Чем выше концентрация этого газа в закрытом пространстве, тем быстрее происходит созревание. Из-за этого значительная часть урожая портится ещё во время перевозки или хранения.

Руководительница исследования, доцент Института Нильса Бора Гелойза Бордалло, объяснила, почему её команда обратила внимание именно на глину.

"Глина – интересный материал, потому что она натуральная, дешёвая, нетоксичная, повсеместно распространённая и безопасная для человека. Мы задались вопросом: можем ли мы использовать химию и физику, чтобы модифицировать глину таким образом, чтобы она улавливала этот газ и замедляла созревание? Нам это удалось", – отметила исследовательница.

В чём заключается новая технология?

На первом этапе ученые проверили способность обычной глины поглощать этилен. Результаты оказались скромными – природный материал удерживал лишь небольшое количество газа.

Тогда команда применила мягкую химическую обработку, которая увеличила количество полостей в структуре глины. Благодаря этому материал получил больше места для накопления молекул этилена.

Важнейшим достижением стало то, что после поглощения газ не высвобождается обратно в окружающую среду. При этом материал сохранил свою нетоксичность. По словам первой авторки исследования Карины Ковальчук, работающей в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, ранее никому не удавалось заставить глину поглощать столь большие объемы этилена.

"Теперь мы понимаем фундаментальные физические и химические процессы, влияющие на способность глины поглощать и удерживать этилен. Раньше этих знаний не было. Теперь мы можем контролировать и оптимизировать процесс, что необходимо для его промышленного применения", – пояснила она.

Исследование проводилось в рамках сотрудничества между Копенгагенским университетом и Национальной лабораторией Лоуренса Беркли.

Как новый материал будут использовать в упаковке?

Ученые уже видят практическое применение своей разработки в сфере пищевой логистики.

По замыслу исследователей, глину можно будет помещать в упаковки с фруктами и овощами в виде небольших пакетиков или подушечек с порошком. Принцип работы будет напоминать силикагелевые пакетики, которые часто вкладывают в коробки с обувью, электроникой или другими товарами для поглощения влаги. Только в данном случае материал будет поглощать не воду, а этилен.

Полученные результаты фактически стали своеобразной инструкцией для создания новых экологичных упаковочных материалов, способных контролировать концентрацию газа во время транспортировки продукции.

Сейчас команда работает над усовершенствованием технологии. Учёные пытаются найти оптимальный баланс между эффективностью и экологичностью производства, а также исследуют возможность ещё больше увеличить объём поглощения этилена и продолжительность его удержания. Следующим этапом станут испытания материала в реальных пищевых упаковках.

Не только меньше отходов, но и лучший вкус

Авторы исследования подчеркивают, что потенциальные преимущества технологии выходят далеко за пределы борьбы с пищевыми отходами.

Из-за риска порчи многие фрукты сегодня собирают недозрелыми. Во время транспортировки они продолжают созревать под воздействием этилена, но некоторые биохимические процессы уже невозможно полностью восстановить. Именно поэтому импортированные плоды часто уступают по вкусу фруктам, созревшим естественным путем.

По мнению Гелойзы Бордалло, решение проблемы этилена может принести сразу два важных преимущества.

"Если нам удастся решить проблему этилена, это принесет два положительных результата. Во-первых, мы сможем сократить глобальную проблему пищевых отходов. Во-вторых, это позволит собирать урожай на более поздних стадиях созревания, а потребители будут получать фрукты с тем вкусом, каким он и должен быть", – подытожила исследовательница.

Помимо пищевой промышленности, это открытие может быть полезно и для других отраслей, где необходимо эффективно улавливать и удерживать различные газы.