Исследователи из UNSW превращают то, что раньше было отходами, в защитную плёнку, которая может продлить срок годности любимых австралийских летних фруктов.
Вы когда-нибудь покупали упаковку голубики, а через несколько дней обнаруживали, что она сморщилась и покрылась серыми пятнами в вашем холодильнике? Вы не одиноки. Эта маленькая суперпища известна тем, что быстро портится.
Но теперь команда химических инженеров из UNSW Sydney работает над замедлением этого процесса. Они разработали съедобную плёнку из кофейных отходов, которая может помочь сохранить свежесть таких деликатных фруктов, как голубика, уменьшая количество проникающей воды.
Новая формула была создана и испытана в их лаборатории, чтобы убедиться, что её можно наносить непосредственно на продукты питания. Следующий шаг — протестировать это покрытие в реальных условиях, прежде чем масштабировать его до промышленного производства. Исследование [опубликовано](https://link.springer.com/10.1007/s11947-025-04068-1) в журнале Food and Bioprocess Technology.
«Мы создали покрытие на основе полисахаридов для улучшения барьера для водяных паров у фруктов», — говорит ведущий автор исследования и кандидат наук из UNSW Лила Саиди. «Покрытие содержит целлюлозные нановолокна (CNF), полученные из использованных кофейных гущи, и масло виноградных косточек».
Текущие полисахаридные плёнки, сделанные из других растительных целлюлозных волокон или крахмалов, уже широко изучаются для использования в качестве съедобных покрытий, поскольку они биосовместимы, биоразлагаемы и безопасны для пищевых продуктов. Но они неэффективны в защите свежих продуктов от влаги.
«Полисахариды — отличные биополимеры для плёнок, но их главный недостаток — высокое сродство к воде», — говорит Саиди. «Наша инновация заключается в том, чтобы использовать кофейную гущу. Это распространённый отход из кафе, который может служить как нанонаполнителями, так и стабилизаторами в покрытии».
Саиди говорит, что нановолокна из кофейной гущи помогают создать более плотную и взаимосвязанную сеть, затрудняя миграцию молекул воды. Масло виноградных косточек, будучи водоотталкивающим, дополнительно снижает сродство плёнки к влаге.
«Это приводит к созданию пищевой плёнки, которая остаётся прозрачной, но при этом обладает улучшенной механической прочностью», — говорит Саиди. «Нанофибры из кофейной гущи делают её более жёсткой и гибкой, и при этом они безопасны для употребления».
Исследования показывают, что маслосодержащие плёнки могут помочь подавить рост бактерий на поверхности плёнки. Это открывает возможности для дополнительной антимикробной функции.
Мягкие фрукты, такие как голубика, более подвержены повреждениям во время хранения и транспортировки из-за потери влаги, микробной порчи и механических повреждений. Всё это приводит к пищевым отходам.
Саиди говорит, что новая формула обеспечивает нежную, съедобную «оболочку» в виде распыляемого покрытия или упаковочной плёнки, которая сохраняет свежесть, снижая зависимость от синтетических пластиков.
Профессор Корделия Селомулья, научный руководитель Саиди, говорит, что, хотя исследования помогают улучшить плёнки на основе полисахаридов, превращение этой инновации в решение для крупномасштабного коммерческого производства фруктов остаётся сложной задачей.
«Переводить лабораторные плёнки в коммерчески жизнеспособное фруктовое покрытие — непростой процесс», — говорит профессор Селомулья.
Команда исследователей из UNSW включает доктора Ён Вана и доцента Питера Вича. Вместе с Саиди и профессором Селомулья они должны доказать, что покрытие можно последовательно наносить на большие объёмы фруктов, обеспечивая его безопасность, безвкусность и доступность для коммерческого использования.
Это означает тестирование покрытия на фруктах за пределами лаборатории в реальных условиях хранения и транспортировки, а также изучение методов нанесения и получения разрешений регулирующих органов.
«При тестировании этого съедобного покрытия на голубике в лаборатории мы также сравнили, как оно работает по сравнению с голубикой без покрытия при хранении», — говорит профессор Селомулья. «Чтобы протестировать это в реальных условиях, нам сначала нужно провести пилотное исследование, которое имитирует коммерческую обработку фруктов».
Она говорит, что прежде чем продукт сможет работать в полную силу, команда должна продемонстрировать, что он работает в небольших масштабах, чтобы снизить риски и привлечь инвестиции в отрасль.
«Извлечение нановолокон из кофейной гущи в настоящее время требует много труда и энергии», — говорит Саиди. «Но мы показали, что не окисленные CNF из использованных кофейных гущи могут стабилизировать липофильные капли и очень эффективно укреплять плёнку».
Следующее исследование команды будет посвящено изучению нового источника целлюлозных нановолокон, которые можно производить по-другому и которые обладают дополнительными уникальными свойствами, что откроет путь к созданию ещё более совершенных и универсальных покрытий.
На данный момент они подали временную патентную заявку на это открытие и открыты для сотрудничества с коммерческими производителями фруктов.
Саиди оптимистична, что новая технология может не только помочь сократить потери после сбора урожая, но и дать кофейным отходам вторую жизнь.
«Мы предлагаем более чистый и экологичный способ сохранения свежести фруктов от фермы до холодильника».
Предоставлено [University of New South Wales](https://phys.org/partners/university-of-new-south-wales/)