Duurzame nanovezelcoating kan de houdbaarheid van fruit verlengen

Omdat fruit en groenten bederfelijk zijn, kan het een uitdaging zijn om ze vers en veilig te houden om te eten. In de tijd die nodig is om ze van boerderij naar tafel te vervoeren, zorgen deze problemen met de opslag na de oogst ervoor dat er momenteel enorme hoeveelheden verse producten worden verspild. Hoewel dit afval kan worden verminderd met behulp van koude opslag en robuuste verpakkingen, zijn deze oplossingen vaak zeer onduurzaam. Het gaat hierbij om niet-biologisch afbreekbare kunststoffen of schadelijke chemicaliën die in voedsel en de bodem kunnen terechtkomen en schadelijk zijn voor het milieu en zelfs voor onze eigen gezondheid.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Hybride vooruitgangpresenteren onderzoekers onder leiding van Poornima Vijayan van het Sree Narayana College for Women, Kollam, Kerala, India, een veelbelovende nieuwe aanpak voor de bescherming van verse producten.

Het gaat om het coaten van groenten en fruit met cellulose-nanovezels gewonnen uit de uienhuid, met behulp van een synthetisch biopolymeer om de vezels bij elkaar te houden, en nanocurcumine als een aanvullend antimicrobieel nanodeeltje. De coating is niet alleen volledig eetbaar; het kan ook de houdbaarheid van groenten en fruit verlengen, terwijl de impact op het milieu wordt geminimaliseerd.

Drie ingrediënten

Cellulose nanovezels (CNF’s) zijn op cellulose gebaseerde vezels op nanoschaal, geproduceerd uit de primaire structurele component van plantencelwanden. Onlangs zijn op CNF gebaseerde coatings onderzocht op hun potentiële gebruik als beschermende coatings voor verse producten. Tot nu toe wordt deze vooruitgang echter tegengehouden door hun slechte waterbestendigheid en thermische stabiliteit. Dit maakt ze kwetsbaar voor degradatie, vooral in hete, vochtige streken zoals India.

In hun onderzoek heeft het team van Vijayan deze uitdaging aangepakt door middel van een nieuw recept voor op CNF gebaseerde coatings, die ze hebben getest op mandarijnen.

“Om kosteneffectief afvalbeheer in de landbouw te realiseren, hebben we de nanovezels gemaakt van weggegooide uienschillen”, legt Vijayan uit. “We hebben de sinaasappels bedekt met formuleringen van cellulose-nanovezels, polyvinylalcohol (PVA) en nanocurcumine.”

PVA is een synthetisch polymeer dat niet-giftig en biologisch afbreekbaar is, maar ook smaak- en geurloos is. Door CNF’s in deze polymeermatrix te mengen, kon het team ervoor zorgen dat de nanovezels stevig bij elkaar bleven, waardoor de film beter water- en hittebestendig werd. De toevoeging van nanocurcumine zorgde voor een extra beschermingsniveau: dit materiaal, dat wordt gewonnen uit kurkumapoeder, staat bekend om zijn antimicrobiële en schimmelwerende eigenschappen.

Bescherming tegen bederf

Om de prestaties van hun film te testen, mengde het team van Vijayan de drie ingrediënten grondig met elkaar en doopte vervolgens de sinaasappels gedurende twee minuten in het mengsel, voordat ze aan de lucht lieten drogen. Gedurende de volgende twee weken volgden ze vervolgens veranderingen in een verscheidenheid aan eigenschappen van de vruchten, waaronder hun gewicht, zuurgraad en totaal oplosbare vaste stof (TSS), een maatstaf voor de concentratie van suikers, eiwitten en andere complexe moleculen die breken. naar beneden zoals een vrucht vergaat.

Vergeleken met een stel onbeschermde sinaasappels hield de folie de vruchten veel langer vers en veilig om te eten. Terwijl de onbeschermde vruchten binnen 13 dagen zichtbaar begonnen te bederven, constateerden de onderzoekers dat de met film omhulde sinaasappelen veel ongerepter waren en veel kleinere veranderingen in gewicht, zuurgraad en TSS vertoonden.

Gebaseerd op dit succes heeft het team van Vijayan er nu vertrouwen in dat hun film uiteindelijk onze bestaande benadering van het bewaren van verse groenten en fruit kan transformeren.

“Dit onderzoek benadrukt het ‘rijkdom uit afval’-concept: een effectieve omzetting van landbouwafval [here, onion peel] in producten met toegevoegde waarde”, zegt Vijayan. “We presenteren een duurzame oplossing om de groei van de plasticvervuiling te voorkomen en de gezondheidsrisico’s die gepaard gaan met microplastics uit voedselverpakkingsmaterialen te verminderen.”