Ученые предложили новый способ продлить срок хранения фруктов и овощей во время перевозки и складирования. Исследователи из Копенгагенского университета и их коллеги разработали материал на основе глины, который способен улавливать этилен – природный газ, ускоряющий созревание плодоовощной продукции. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Surface Science Advances.
Этилен выделяют многие фрукты и овощи. В обычных условиях он помогает плодам созревать, но при транспортировке и хранении становится одной из причин крупных потерь. В закрытой упаковке, контейнерах и складских помещениях концентрация газа растет, из-за чего продукция быстрее перезревает, теряет товарный вид и начинает портиться еще до того, как попадает к покупателю. Для мирового продовольственного рынка это серьезная проблема: ежегодно значительная часть урожая теряется не в поле, а уже после сбора – на этапах логистики, хранения и реализации.
В качестве основы для нового материала ученые использовали монтмориллонит – распространенный природный глинистый минерал. Он дешев, нетоксичен и доступен, что важно для возможного применения в пищевой упаковке. Сначала исследователи проверили, как глина работает в естественном состоянии, и выяснили, что она способна удерживать лишь небольшое количество этилена. После мягкой химической обработки структуру материала удалось изменить так, чтобы внутри появилось больше свободного пространства для захвата газа.
Главное отличие разработки в том, что модифицированная глина не только поглощает этилен, но и удерживает его, не позволяя быстро высвобождаться обратно. Для изучения процессов внутри материала специалисты применяли методы анализа с использованием нейтронов и рентгеновского излучения, а также термические испытания, при которых фиксируется реакция вещества на нагрев. Это позволило понять, какие физические и химические механизмы отвечают за способность глины связывать газ.
По словам авторов исследования, ранее добиться такого уровня поглощения этилена с помощью глины не удавалось. Теперь ученые рассматривают материал как основу для экологичной пищевой упаковки. В перспективе это могут быть небольшие пакетики или подушечки с порошкообразной глиной, которые будут помещать рядом с фруктами и овощами при перевозке. По принципу использования они могут напоминать влагопоглощающие пакетики из силикагеля, которые часто кладут в коробки с обувью или техникой.
Для аграрного рынка такая технология может иметь большое значение. Сокращение потерь после сбора урожая напрямую влияет на доходность производителей, стабильность поставок и конечную цену продукции для потребителей. Особенно актуально это для фруктов и овощей, которые перевозятся на большие расстояния и чувствительны к условиям хранения. Если материал удастся внедрить в промышленную упаковку, он может помочь снизить объем списаний в торговых сетях и уменьшить нагрузку на цепочки поставок.
Есть и еще один важный эффект. Сейчас многие фрукты собирают раньше полной зрелости, чтобы они не испортились в пути. Из-за этого вкус и аромат плодов не всегда раскрываются полностью. Если проблему с этиленом удастся частично решить, производители смогут дольше сохранять качество продукции и в отдельных случаях собирать урожай на более поздней стадии созревания.
Исследователи продолжают дорабатывать технологию: им нужно подобрать оптимальный химический процесс, который сохранит экологичность материала и одновременно повысит его способность поглощать и удерживать этилен. Следующим этапом должны стать испытания в реальной пищевой упаковке. Если они окажутся успешными, разработка может стать одним из доступных инструментов борьбы с пищевыми отходами и потерь плодоовощной продукции после уборки.
