新的植物基材料可以取代塑料食品包裝

該研究的作者之一，羅格斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院納米科學(xué)和先進(jìn)材料研究中心主任Philip Demokritou說(shuō)：“我們知道我們需要擺脫現(xiàn)有的石油基食品包裝，代之以更可持續(xù)，可生物降解和無(wú)毒的東西，我們同時(shí)問(wèn)自己， “我們能否設(shè)計(jì)出具有延長(zhǎng)保質(zhì)期和減少食物浪費(fèi)，同時(shí)提高食品安全性的食品包裝？”

在牢記塑料食品包裝問(wèn)題的同時(shí)，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種使用支鏈淀粉的生物聚合物，支鏈淀粉是從真菌Aureobasidium pullulans和水（作為溶劑）中獲得的天然存在的碳水化合物（多糖）。這兩種成分都通過(guò)聚焦旋轉(zhuǎn)噴射紡絲系統(tǒng)（FRJS）進(jìn)行加工，該系統(tǒng)將混合物轉(zhuǎn)化為抗菌支鏈淀粉纖維（APF）。

Demokritou教授在解釋FRJS技術(shù)時(shí)告訴IE，“旋流紡絲已被廣泛用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用和組織工程，并在這里用于合成纖維基涂層和食品基材的直接涂層。在下一步中，研究人員測(cè)試了APF對(duì) 通常感染水果和蔬菜的煙曲霉和大腸桿菌等微生物的侵害。

有趣的是，他們觀察到在引入APF后，這些病原體的種群數(shù)量有所下降。研究人員進(jìn)一步將抗菌纖維沉積在鱷梨上。他們注意到APF涂層可以防止水果上病原體的生長(zhǎng)，并保護(hù)其免受腐敗和損害。從而將鱷梨的保質(zhì)期延長(zhǎng)約50%。

雖然塑料包經(jīng)常將有害化學(xué)物質(zhì)釋放到我們的食物中，并且需要400多年的生物降解，但APF涂層是一種天然衍生的可生物降解且無(wú)毒的生物聚合物，不會(huì)影響其所覆蓋的可食用食品的質(zhì)量（以前的一項(xiàng)研究也強(qiáng)調(diào)人類(lèi)可以消化支鏈淀粉）。此外，根據(jù)研究人員的說(shuō)法，它可以很容易地用水從食物中洗掉，只需要三天就可以在土壤中完全分解。

Demokritou對(duì)這些結(jié)果感到興奮，他寫(xiě)道：“我們提出的是一種可擴(kuò)展的技術(shù)，它使我們能夠?qū)⑸锞酆衔铮梢宰鳛槭澄锢h(huán)經(jīng)濟(jì)的一部分）轉(zhuǎn)化為可以直接包裹食物的智能纖維。這是新一代'智能'和'綠色'食品包裝的一部分。

眾所周知，塑料廢物問(wèn)題有多大 - 海洋中的塑料比魚(yú)類(lèi)多，現(xiàn)在以微粒（微塑料）的形式出現(xiàn)，塑料正在進(jìn)入我們的身體并導(dǎo)致各種健康問(wèn)題。此外，塑料包裝也是我們食品中微生物污染和化學(xué)毒性的原因之一。研究人員聲稱，食物病原體每年導(dǎo)致超過(guò)6億例食源性疾病。

英國(guó)廢物和資源行動(dòng)計(jì)劃（WRAP）的一份報(bào)告顯示，塑料包裝也會(huì)導(dǎo)致食物浪費(fèi)量增加，從而縮短水果和蔬菜的保質(zhì)期。該報(bào)告表明，每年有10萬(wàn)噸食品最終成為廢物，塑料包裝重約10，300噸。

APF有可能完全阻止塑料食品包裝在我們星球上造成的嚴(yán)重破壞。讓我們希望這種抗菌方法很快成為食品包裝的新常態(tài)。當(dāng)被問(wèn)及他們擴(kuò)大使用APF的計(jì)劃時(shí)，Demokritou教授說(shuō)：“我們計(jì)劃為一家初創(chuàng)公司（APF食品包裝）和其他與食品安全相關(guān)的發(fā)明確定投資者。

該研究發(fā)表在《自然食品》雜志上

概述：

食品浪費(fèi)和食品安全激發(fā)了對(duì)改進(jìn)食品包裝解決方案的需求。然而，目前解決這些問(wèn)題的薄膜/涂層通常受到低效離型動(dòng)力學(xué)的限制，這些動(dòng)態(tài)需要大量的活性成分。在這里，我們開(kāi)發(fā)了基于抗菌支鏈淀粉纖維（APF）的包裝，該包裝可生物降解，能夠包裝食品基材，延長(zhǎng)其使用壽命并提高其安全性。APF使用高通量系統(tǒng)紡絲，稱為聚焦旋轉(zhuǎn)噴射紡絲，水是唯一的溶劑，允許摻入天然衍生的抗菌劑。以鱷梨為例，我們證明APF包衣樣品通過(guò)抑制天然微生物群落的增殖而延長(zhǎng)了保質(zhì)期，并且比未涂覆的對(duì)照樣品減輕了重量。這項(xiàng)工作為生產(chǎn)可擴(kuò)展，低成本和環(huán)保的可生物降解抗菌包裝系統(tǒng)提供了一種有前途的技術(shù)。