أغلفة الطعام النشطة بيولوجيًا والتي صممها علماء من قسم تكنولوجيا الأغذية والتكنولوجيا الحيوية بجامعة جنوب الأورال الحكومية تتحلل في التربة خلال أسبوعين وتساعد على بقاء الطعام طازجًا لفترة أطول.
يتضمن هيكل هذا الفيلم القابل للتحلل الحيوي، والذي تم تصميمه ضمن أطر منحة مقدمة من مؤسسة العلوم الروسية، مكونًا نشطًا فريدًا يسمى بروتين هيدروليسات. يزود غلاف الطعام بخصائص مضادة للأكسدة ومضادة للميكروبات، مما يساعد على إطالة العمر الافتراضي للمنتج المخزن فيه لمدة 3 أيام.
«لقد صممنا أفلامًا من ثلاثة تركيبات مختلفة: استخدمنا ألجينات الصوديوم وأجار-أجار والبكتين كمشكلات للبنية، بينما تم استخدام الجليسرين كملدنات في جميع الأفلام، وتم استخدام هيدروليزات البروتين الفريدة كعنصر نشط: شارك الأستاذ المشارك من قسم تكنولوجيا الأغذية والتكنولوجيا الحيوية بجامعة جنوب الأورال الحكومية، رئيسة المشروع أوكسانا زينينا, –إن تحلل البروتين هو نتاج انهيار البروتينات المترافقة إلى مكونات أبسط عند تعرضها لأنزيمات الكائنات الحية الدقيقة. ببساطة، قمنا "بتقسيم" فضلات الدواجن باستخدام مصل اللبن الجبني (قاعدة مائية حمضية) وأضفنا بعض البروبيوتيك (المفيد للجهاز الهضمي) إلى المزيج. لقد ثبت أن المكونات النشطة بيولوجيًا الفريدة تتشكل أثناء التحلل المائي إذا قمنا بدمج أنواع مختلفة من المواد الخام البروتينية (مخلفات الدواجن ومصل اللبن الجبني). ونتيجة لذلك، حصلنا على التحلل المائي الذي يحتوي على الببتيدات النشطة في تركيبته، مما يجعل أغلفتنا أقوى ويحسن اللدونة والمرونة».
توضح جميع خيارات الأفلام نفس الخصائص بدرجات متفاوتة ، والتي تتيح لنا اختيار حزمة بشكل صحيح لأي منتج غذائي ، مع مراعاة تفاصيله (درجة رطوبة المنتج ، وملمسه ، وميزات الضرر). أجرى العلماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية بحثًا تجريبيًا على الغلاف المصمم باستخدام الكرز الحلو.
.png)
أظهرت النتائج أن الكرز الحلو المغلف بغلاف يحتوي على الهيدروليسات (على عكس غشاء البولي إيثيلين الشائع) كان أقل عرضة للانكماش وبقي طازجًا لفترة أطول. وقد تم نشر نتائج هذا العمل في مجلة الاستدامة رفيعة المستوى (Q1 Scopus). وفي المرحلة التالية من التجربة، سيقوم الباحثون بدراسة درجة الانخفاض في معدل نمو الكائنات الحية الدقيقة في الأطعمة ذات التركيب المختلف المخزنة في مثل هذه الأغشية النشطة بيولوجيا.
من الخصائص المهمة الأخرى لغلاف الطعام النشط بيولوجيًا الجديد أنه قابل للتحلل البيولوجي تمامًا لأنه يتكون من مكونات طبيعية. عند تعرضه للرطوبة والبكتيريا الطبيعية للتربة ومكوناتها الكيميائية، يتسارع تحلل الفيلم. وفي غضون أسبوعين فقط، سوف تتحلل المادة المصدرية وتتحول إلى دبال حيوي.
في إطار مشروع منفصل، قام باحثون من المدرسة العليا للطب والبيولوجيا بجامعة جنوب الأورال الحكومية بتصميم غلاف طعام بمستشعر حيوي صديق للبيئة، حيث تم استخدام عصارة زهر العسل كمكون نشط. يحتوي العصير ذو اللون الأحمر لهذا التوت على الأنثوسيانين. هذه هي أصباغ نباتية يمكنها تغيير لونها في ظروف مختلفة من الوسط. أي، على سبيل المثال، إذا قمت بلف قطعة من اللحم في هذا الفيلم الأحمر، فستعرف أنها فاسدة حتى قبل ظهور العلامات ذات الصلة على هذا المنتج. الآلية بسيطة: ستظهر بقع أرجوانية أو رمادية على الغلاف بعد عدة أيام - وهذا يعني أن بعض التغييرات الكيميائية قد بدأت تحدث بالفعل في المنتج. سيؤدي هذا التغيير في لون التغليف إلى تحذير العملاء من أن اللحوم المعبأة مسبقًا قد بدأت بالفعل في الفساد.
مع الأخذ في الاعتبار أن كيس البلاستيك يستغرق حوالي عشرين عامًا ليتحلل، وأن الحجم السنوي للنفايات البلاستيكية في روسيا (حسب تقييم مجموعة TEBIZ) يساوي حوالي 10 ملايين طنًا، يمكن أن يصبح هذا التطوير الذي أجراه الباحثون من تشيليابينسك بديلاً فعالاً للتغليف البلاستيكي. وقد تم قياس أنه من بين جميع نفايات البوليمر، فإن 58% هي نفايات أفلام البولي إيثيلين، و17% عبارة عن نفايات أفلام البولي بروبيلين.