A Kyushu Egyetem kutatói olyan rugalmas fóliát fejlesztettek, amely természetes növényi pigment segítségével változtatja a színét az élelmiszer romlásakor. Így a fogyasztó a csomagolás felnyitása nélkül kaphat információt a termék frissességéről. Az anyag ráadásul képes az apró vágások és sérülések „öngyógyítására”, ezzel csökkentve annak veszélyét, hogy szállítás vagy kezelés közben baktériumok kerüljenek a csomagolásba.
Növényi pigmenteket használtak a pH változás jelzésére
A Chemical Engineering Journal folyóiratban publikált kutatásban antociánokat – többek között a lila édesburgonya és a vörös káposzta színét adó természetes pigmenteket – használtak az élelmiszerek kémiai változásainak érzékelésére. A pH emelkedésével az antociánok színe lilásvörösről sárgászöldre változik. Az antociánok természetes eredete és pH-érzékeny színváltozása miatt a kutatók ígéretes alapanyagnak tartják őket az intelligens élelmiszer-csomagolások fejlesztéséhez.
A problémát az jelenti, hogy a fény és a hő megzavarhatja a pigmentek színreakcióját, ami téves jelzésekhez vezethet. Az antociánok stabilizálására ezért a kutatók UiO66-NH₂ nevű fémorganikus vázszerkezetet (MOF) alkalmaztak, amely jó hő- és kémiai stabilitással rendelkezik.
„A MOF-anyagok egyedi porózus szerkezetük és sokoldalú funkcióik miatt óriási figyelmet kaptak. Kíváncsi lettem arra, felhasználhatók-e a mindennapi élethez közelebb álló területen, például az élelmiszerek tartósításában” – mondta Xirui Yan, a tanulmány egyik szerzője, a Kyushu Egyetem kutatója.
Lilásvörösről sárgászöldre váltott a csomagolás
Az antociánmolekulák többféle kémiai kölcsönhatással kötődnek a MOF felületéhez. Ez védelmet nyújt számukra az oxigénnel, a fénnyel és a hővel szemben, miközben továbbra is érzékenyek maradnak a pH változására. Sertéshússal végzett kísérletekben a pigment a hús romlásával és a lúgos gázok felhalmozódásával folyamatosan lilásvörösről sárgászöldre váltott, így a romlás különböző szakaszai vizuálisan követhetők voltak.
A kutatók ezután az antociánnal töltött MOF-ot hidrogélbe építették, és puha, formázható, nagyrészt növényi eredetű, biológiailag lebomló fóliát hoztak létre. A vizsgálatok szerint az anyag a kezeletlen mintákhoz képest mintegy 12 órával meghosszabbította a sertéshús eltarthatóságát.
Öngyógyító képességgel is rendelkezik a fólia
Különösen érdekes az öngyógyító képesség. Ha a fóliát elvágják, majd a sérült felületeket újra összeillesztik, a vágás néhány percen belül szinte láthatatlanná válik. Két órán belül az eredeti szakítószilárdság 99%-a is helyreáll.
Fumihiko Tanaka, a Kyushu Egyetem professzora szerint a hagyományos csomagolásoknál minden repedés tartós sérülést és potenciális belépési pontot jelent a baktériumok számára. Az új anyag ezzel szemben képes újra összekapcsolódni, így a sérülés záródása csökkentheti annak kockázatát, hogy a csomagolás sérült pontja tartós belépési útvonalat jelentsen a szennyeződések számára.
A kutatócsoport jelenleg egy kapcsolódó okostelefonos alkalmazás fejlesztési lehetőségét is vizsgálja. A cél, hogy a gyártók, logisztikai vállalatok és vásárlók valós időben, objektív módon értékelhessék az élelmiszer állapotát.
Forrás: packagingeurope.com
Transpack Tudástár: Mi az intelligens csomagolás?
Az intelligens csomagolás olyan csomagolási megoldás, amely a hagyományos védelmi funkción túl információt is szolgáltathat a termék vagy annak környezetének állapotáról. Élelmiszereknél például jelezheti a hőmérséklet változását, a frissességet vagy a romláshoz kapcsolódó kémiai folyamatokat. Az indikátorok színváltozással vagy más érzékelhető módon figyelmeztethetnek az állapotváltozásra. Az aktív csomagolások ezzel szemben közvetlenül is beavatkozhatnak a csomagolt termék környezetébe, például az eltarthatóság növelése érdekében.
