Умная гидрогелевая упаковка меняет цвет при порче продуктов

Мясо в витрине супермаркета может выглядеть идеально свежим, тогда как внутри упаковки бактерии уже активно размножаются. Группа исследователей из Университета Кюсю (Япония) предложила простое и визуально понятное решение: сделать саму упаковку «живым» индикатором свежести.

В исследовании, опубликованном в журнале Chemical Engineering Journal, учёные разработали мягкую гибкую плёнку, встроенный пигмент которой меняет цвет по мере порчи продукта — без необходимости вскрывать упаковку.

Как работает химический детектор свежести

В основе разработки лежит природный растительный пигмент — антоциан, тот самый, что окрашивает фиолетовый батат и красную капусту. Антоцианы чутко реагируют на кислотность среды: при низком pH (кислой реакции) они пурпурно-красные, при высоком (щелочной реакции) — жёлто-зелёные.

Мясо в начале хранения слегка кислое. По мере размножения бактерий они расщепляют белки и выделяют щелочные соединения, в результате чего pH неуклонно растёт ещё до появления видимых признаков порчи. Антоциан, встроенный в плёнку, отслеживает этот сдвиг в реальном времени.

• Пигмент закреплён на поверхности металл-органического каркаса (MOF), защищающего его от кислорода, света и тепла.
• Фиксированные и менее подвижные молекулы антоциана остаются стабильными, но сохраняют чувствительность к pH.
• В тестах с хранением свинины при 20 °C в течение 96 часов цвет менялся непрерывно и читаемо на каждом этапе порчи.

Самозаживление и продление срока хранения

Одна из неожиданных характеристик материала — способность к самовосстановлению. «Интересно и то, что этот материал не просто защищает еду — он ещё и самовосстанавливается», — отмечает профессор Фумихико Танака с факультета сельского хозяйства Университета Кюсю. Царапины и порезы на плёнке затягиваются, не давая бактериям проникнуть внутрь при транспортировке и хранении.

Помимо индикации, материал продлил срок хранения свинины примерно на 12 часов по сравнению с необработанными образцами. Плёнка в основном состоит из растительных компонентов и биоразлагаема, что соответствует требованиям к экологичной пищевой упаковке.

Исследователи рассматривают разработку как прикладное решение для снижения продовольственных потерь: по существующим оценкам, около трети всей произведённой в мире еды выбрасывается — в том числе из-за невозможности быстро оценить её безопасность.

Данная статья содержит информацию о научных разработках и предназначена исключительно для ознакомления. Материал основан на данных News-Medical.net — агрегатора, не являющегося первичным источником исследования.

Ранее стало известно о растительной упаковке из тыквенной кожуры.