Przełom w technologii zabezpieczania świeżych owoców miękkich

Naukowcy z University of British Columbia opracowali jadalną powłokę ochronną na bazie agaru, która pozwala zachować świeżość truskawek w temperaturze pokojowej przez co najmniej cztery dni. Wynik ten przewyższa trwałość niezabezpieczonych owoców przechowywanych w standardowych warunkach chłodniczych. Wyniki badań opublikowane na łamach Journal of Agricultural and Food Chemistry stanowią odpowiedź na jedno z największych wyzwań sektora owocowo-warzywnego, w którym globalne straty surowca sięgają według danych FAO ponad dwudziestu pięciu procent. Owoce jagodowe są wyjątkowo podatne na szybką utratę turgoru, transpirację wody oraz infekcje grzybowe i bakteryjne, co czyni optymalizację ich dystrybucji kluczowym wyzwaniem dla logistyki spożywczej.

Samoorganizacja mikrocząsteczek agaru, cynku i kwasu taninowego

Fundamentem nowej technologii jest wykorzystanie agaru, wyciągu z krasnorostów powszechnie stosowanego w przemyśle spożywczym jako wegański zamiennik żelatyny i zagęszczacz. W dotychczasowych zastosowaniach agar tworzy gęsty, zwarty żel, jednak połączenie go z jonami cynku oraz kwasem taninowym doprowadziło do zjawiska samorzutnej organizacji cząsteczek w mikroskopijne struktury. Powstała płynna zawiesina po zanurzeniu owoców i wyschnięciu tworzy na ich powierzchni niezwykle cienką, przeźroczystą i jednolitą barierę ochronną. Preparat wykazuje właściwości antybakteryjne i zapobiega parowaniu wody. Badania laboratoryjne na ludzkich komórkach jelitowych potwierdziły pełny brak toksyczności powłoki, a dla konsumentów preferujących usunięcie warstwy ochronnej wystarczające jest dwuminutowe płukanie pod bieżącą wodą.

Wyniki badań trwałościowych i zachowanie wartości odżywczych

W testach przechowalniczych owoce truskawek pokryte nową powłoką i przechowywane w temperaturze pokojowej były wolne od pleśni przez co najmniej cztery dni, podczas gdy w próbie kontrolnej objawy zepsucia pojawiały się już po dwóch dniach. W warunkach chłodniczych czas przydatności powlekanych truskawek ulegał wydłużeniu do co najmniej sześciu dni. Analizy fizykochemiczne wykazały, że w ciągu czterech dni przechowywania w temperaturze pokojowej truskawki z powłoką straciły o ponad połowę mniej wody w porównaniu z owocami niezabezpieczonymi, zachowując wyższą jędrność oraz wyższy poziom witaminy C i antyoksydantów. Pozytywne efekty technologii zaobserwowano również w przypadku winogron, gdzie trwałość wzrosła do czternastu dni, oraz świeżo krojonych jabłek, w których powstrzymano procesy ciemnienia enzymatycznego przez dwadzieścia cztery godziny.

Skalowalność przemysłowa oraz ocena cyklu życia nowej technologii

Z punktu widzenia wdrożeń w zakładach produkcyjnych kluczowym aspektem jest potwierdzenie skuteczności rozwiązania przy użyciu komercyjnie dostępnego agaru klasy spożywczej. Zastąpienie surowca czystego analitycznie agarem spożywczym nie wpłynęło negatywnie na parametry bariery ochronnej. Równolegle przeprowadzona ocena cyklu życia wykazała, że częściowe zastąpienie tradycyjnego łańcucha chłodniczego powłoką ochronną pozwala obniżyć ślad węglowy związany z przechowywaniem i transportem o czternaście procent oraz zmniejszyć ekotoksyczność w wodach słodkich aż o osiemdziesiąt pięć procent. Redukcja ta wynika bezpośrednio ze zmniejszenia zużycia energii elektrycznej oraz ograniczenia wykorzystania czynników chłodniczych w transporcie i magazynowaniu.

Perspektywy wdrożeniowe i znaczenie dla producentów żywności

Komercjalizacja powłok jadalnych opartych na mikrostrukturach agarowych stwarza dla producentów i dystrybutorów owoców realną szansę na ograniczenie strat wizerunkowych i finansowych wynikających z szybkiego psucia się surowca. Mimo obiecujących wyników pełne wdrożenie rynkowe wymaga jeszcze dopasowania technologii do istniejących linii pakujących, przeprowadzenia testów sensorycznych na szerszą skalę oraz weryfikacji zgodności z lokalnymi regulacjami prawnymi dotyczącymi substancji dodatkowych stosowanych na powierzchni świeżych produktów. Dalsze prace zespołu badawczego koncentrują się na rozszerzeniu zastosowań powłoki na kolejne gatunki warzyw i owoców oraz optymalizacji metody jej aplikacji w skali przemysłowej.

Źródło: https://pubs.acs.org/jafcau/article-abstract/doi/10.1021/acs.jafc.6c06531/5238431/Self-Assembled-Metal-Phenolic-Agar-Microparticle?redirectedFrom=fulltext