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新的植物基材料可以取代塑料食品包装

来源: | 发布日期:2022-07-18
塑料食品包装有两个严重的缺点:每年,它导致我们环境中积累数百万吨塑料废物,其次,用石油基塑料包装纸和容器包装的食品更容易受到微生物污染。但是,现在我们可能有一个有效的解决方案来解决这些问题。一组科学家开发了一种可生物降解和抗菌的食品包装解决方案,最终可以结束对塑料制造食品包装物品的需求。

更令人惊讶的是,这种环保食品包装以喷雾剂的形式出现,可在食品上形成植物性涂层。这种涂层可以保护食品免受微生物污染以及在从农场到您家的过程中可能发生的任何损坏。罗格斯大学和哈佛大学的研究人员开发了使食品喷雾起作用的基础技术。

该研究的作者之一,罗格斯大学公共卫生学院纳米科学和先进材料研究中心主任Philip Demokritou说:“我们知道我们需要摆脱现有的石油基食品包装,代之以更可持续,可生物降解和无毒的东西,我们同时问自己, “我们能否设计出具有延长保质期和减少食物浪费,同时提高食品安全性的食品包装?”

抗菌食品包装背后的科学

生物基包装

在牢记塑料食品包装问题的同时,科学家们开发了一种使用支链淀粉的生物聚合物,支链淀粉是从真菌Aureobasidium pullulans和水(作为溶剂)中获得的天然存在的碳水化合物(多糖)。这两种成分都通过聚焦旋转喷射纺丝系统(FRJS)进行加工,该系统将混合物转化为抗菌支链淀粉纤维(APF)。

Demokritou教授在解释FRJS技术时告诉IE,“旋流纺丝已被广泛用于生物医学应用和组织工程,并在这里用于合成纤维基涂层和食品基材的直接涂层。在下一步中,研究人员测试了APF对 通常感染水果和蔬菜的烟曲霉和大肠杆菌等微生物的侵害。
有趣的是,他们观察到在引入APF后,这些病原体的种群数量有所下降。研究人员进一步将抗菌纤维沉积在鳄梨上。他们注意到APF涂层可以防止水果上病原体的生长,并保护其免受腐败和损害。从而将鳄梨的保质期延长约50%。

虽然塑料包经常将有害化学物质释放到我们的食物中,并且需要400多年的生物降解,但APF涂层是一种天然衍生的可生物降解且无毒的生物聚合物,不会影响其所覆盖的可食用食品的质量(以前的一项研究也强调人类可以消化支链淀粉)。此外,根据研究人员的说法,它可以很容易地用水从食物中洗掉,只需要三天就可以在土壤中完全分解。

Demokritou对这些结果感到兴奋,他写道:“我们提出的是一种可扩展的技术,它使我们能够将生物聚合物(可以作为食物垃圾循环经济的一部分)转化为可以直接包裹食物的智能纤维。这是新一代'智能'和'绿色'食品包装的一部分。

APF可能在很大程度上解决我们的塑料污染问题

塑料污染

众所周知,塑料废物问题有多大 - 海洋中的塑料比鱼类多,现在以微粒(微塑料)的形式出现,塑料正在进入我们的身体并导致各种健康问题。此外,塑料包装也是我们食品中微生物污染和化学毒性的原因之一。研究人员声称,食物病原体每年导致超过6亿例食源性疾病。

英国废物和资源行动计划(WRAP)的一份报告显示,塑料包装也会导致食物浪费量增加,从而缩短水果和蔬菜的保质期。该报告表明,每年有10万吨食品最终成为废物,塑料包装重约10,300吨。

APF有可能完全阻止塑料食品包装在我们星球上造成的严重破坏。让我们希望这种抗菌方法很快成为食品包装的新常态。当被问及他们扩大使用APF的计划时,Demokritou教授说:“我们计划为一家初创公司(APF食品包装)和其他与食品安全相关的发明确定投资者。

该研究发表在《自然食品》杂志上

概述:

食品浪费和食品安全激发了对改进食品包装解决方案的需求。然而,目前解决这些问题的薄膜/涂层通常受到低效离型动力学的限制,这些动态需要大量的活性成分。在这里,我们开发了基于抗菌支链淀粉纤维(APF)的包装,该包装可生物降解,能够包装食品基材,延长其使用寿命并提高其安全性。APF使用高通量系统纺丝,称为聚焦旋转喷射纺丝,水是唯一的溶剂,允许掺入天然衍生的抗菌剂。以鳄梨为例,我们证明APF包衣样品通过抑制天然微生物群落的增殖而延长了保质期,并且比未涂覆的对照样品减轻了重量。这项工作为生产可扩展,低成本和环保的可生物降解抗菌包装系统提供了一种有前途的技术。

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