Ученые СПбГУ создали умную упаковку для фруктов и овощей

Химики Санкт‑Петербургского государственного университета в сотрудничестве с учеными из Индии (Университет Махатмы Ганди), Бразилии (Федеральный университет Уберландии) и Южной Африки (Совет по научным и промышленным исследованиям) создали умную упаковку из натуральных компонентов: крахмала, который получают из корневищ растений, каррагинана, добываемого из морских водорослей, наноцеллюлозы, извлекаемой из эвкалипта и листьев ананаса, геля алоэ вера и экстракта цветков гибискуса.

«Крахмал и каррагинан являются основными компонентами упаковки, наноцеллюлоза придает механическую прочность, а гель алоэ вера и экстракт гибискуса добавляют полезные свойства — например, позволяют защищать фрукты и овощи от бактерий. Такая упаковка не только сохраняет продукты свежими, но и может умно реагировать на изменения — изменять цвет, по которому можно определить порчу продукта, продлевая срок его хранения», — объяснила руководитель исследования, профессор кафедры аналитической химии СПбГУ Анастасия Пенькова.

Данная упаковка будет доступна в двух формах: в виде пленок, которые смогут заменить пакеты, а также в жидком виде — для нанесения на фрукты и овощи вместо парафина прямо на производстве, а также для защиты до и во время сбора урожая. Пленки, разработанные химиками СПбГУ, обладают высокой прочностью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, что позволяет использовать их прямо на плантациях, защищая фрукты и овощи от солнечных ожогов, которые могут привести к большим потерям урожая и серьезным финансовым убыткам для фермеров.

Как отметили ученые, пленки с малым содержанием каррагинана (менее 33,3 %) и большим наноцеллюлозы (7‑15 %) показали лучшие свойства. Они оказались более водостойкими, гидрофобными и прочными, а также меньше пропускали водяной пар. При этом добавление геля алоэ вера и экстракта цветков гибискуса придало пленкам полезные свойства: они стали антибактериальными и приобрели способность изменять цвет в зависимости от кислотности (pH) окружающей среды.

Разработанная упаковка состоит из биоразлагаемых, растворимых в воде, съедобных и безопасных для людей, включая детей, компонентов. Это позволит значительно увеличить срок хранения овощей и фруктов, а также уменьшить количество испорченного и выброшенного урожая, существенно снизив издержки производства. Ученые подали заявку на патент данной разработки.

Исследование выполнено в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Результаты исследования опубликованы в научных журналах: Journal of Renewable Materials, Sustainability.