Биоразлагаемые пленки, которые увеличивают срок хранения продуктов, указывают на потерю свежести и сигнализируют о начале процессов гниения, создали ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ). По мнению авторов разработки, их продукция может заменить пластиковую пищевую пленку. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Sustainability.
Как объяснили ученые кафедры «Пищевые и биотехнологии» ЮУрГУ, в качестве активного компонента при изготовлении пищевых пленок использовался белковый гидролизат, который получают по разработанной в университете технологии. По их мнению, именно эта добавка делает разработку уникальной.
«Белковый гидролизат — это продукт распада сложного белка на более простые составляющие под действием ферментов микроорганизмов. Проще говоря, мы “расщепили” белки субпродуктов птицы и творожной сыворотки при добавлении пробиотиков, полезных для пищеварения. Доказано, что при комбинировании таких видов белкового сырья, как субпродукты птицы и творожная сыворотка, во время гидролиза формируются уникальные биоактивные компоненты», — рассказала доцент кафедры Оксана Зинина.
По ее словам, полученный таким образом гидролизат содержит в составе активные пептиды, которые обладают антимикробным и антиокислительным действием, а добавление гидролизатов в состав пленок придает им дополнительную прочность, пластичность и эластичность. Благодаря этим свойствам они на несколько дней могут увеличить срок хранения продукта, упакованного в пленку, отметили авторы разработки.
«Современные методы исследований — жидкостная хроматография с масс-спектрометрией, а также методы пептидомики и биоинформатики — подтвердили наличие активных пептидов в белковом гидролизате», — отметила Зинина.
Исследователи разработали пленки трех разных составов: в качестве структурообразователей они использовали альгинат натрия, агар-агар и пектин, общим компонентом-пластификатором во всех пленках был глицерин, а в качестве активного компонента применяли белковый гидролизат.
Авторы провели экспериментальное исследование созданной пленки на плодах черешни и томатах черри. Результаты показали, что плоды, покрытые разработанной пленкой, демонстрировали меньшую усушку и дольше сохраняли свою свежесть.
По словам Зининой, все варианты пленки продемонстрировали одни и те же свойства в разной степени, что позволяет правильно подобрать упаковку для любого пищевого продукта с учетом его специфики (степень влажности продукта, его текстура, особенности порчи).
Важное свойство новой биоактивной пищевой пленки в том, что она полностью биоразлагаема из-за своего натурального состава. Под действием влаги, естественной микрофлоры почвы и ее химических компонентов распад пленки ускоряется. Всего за две недели исходный материал разложится до биогумуса.
- Исследовательская группа также создала пищевую пленку-биосенсор с соком жимолости в качестве активного компонента. В соке жимолости содержится большое количество антоцианов — растительных пигментов, которые изменяют свой цвет в разных условиях среды.
Например, если мясо упаковано в пленку красного цвета, то в процессе хранения можно отслеживать степень его свежести по изменению цвета пленки (при порче продукта на покрытии выступят пятна фиолетового или серого цвета) еще до изменения его вида. Перемена цвета пленки сигнализирует покупателю, что запакованное мясо начало портиться.
- На следующем этапе эксперимента ученые планируют исследовать степень ингибирования роста микроорганизмов и окислительных процессов при хранении различных по составу продуктов питания (хлебобулочных изделий, мясных продуктов) в биоактивных пленках.
Разработка ученых ЮУрГУ, по их словам, нацелена, в том числе на решение экологических проблем, связанных с применением синтетических материалов для упаковки продуктов питания.
- Как отметила Зинина, полиэтиленовый пакет разлагается около двадцати лет. Замена полиэтилена на пленки на основе белкового гидролизата позволит значительно снизить вред, наносимый синтетическими упаковками окружающей среде.
Работа проводится при финансовой поддержке Российского научного фонда.