Как упаковка распознаёт испорченное мясо
Когда мясо начинает портиться, бактерии разлагают содержащиеся в нём вещества. При этом выделяются аммиак и другие летучие соединения, которые постепенно меняют химическую среду внутри упаковки.
Исследователи научили упаковочную плёнку реагировать на эти изменения. Её основу изготовили из казеина — белка, содержащегося в молоке, а в качестве индикатора использовали антоцианы из оболочки чёрной сои. Это растительные пигменты, способные менять цвет в зависимости от кислотности среды.
Чтобы сигнал стал заметнее, учёные химически модифицировали пигменты и соединили их с пористым материалом ZIF-67. В результате плёнка получила сразу два способа предупреждения о порче: изменение цвета при обычном освещении и флуоресценцию под ультрафиолетом.
Разработку испытали на охлаждённой баранине. По мере хранения плёнка постепенно меняла окраску, а примерно на шестой день начинала отчётливо светиться под ультрафиолетом с длиной волны 365 нанометров.
Это особенно полезно в ситуациях, когда небольшое изменение цвета трудно различить невооружённым глазом. Достаточно осветить упаковку подходящим ультрафиолетовым фонарем, чтобы увидеть дополнительный сигнал.
Плёнка не только предупреждает о порче
У нового материала обнаружилось ещё одно полезное свойство. Благодаря антибактериальной и антиоксидантной активности он способен замедлять процессы порчи мяса. Кроме того, плёнка лучше сопротивляется воздействию влаги, чем материал из чистого казеина.
Исследователи также проверили её разложение в почве и морской воде. В этих условиях материал постепенно разрушался и терял массу, что позволяет рассматривать его как потенциальную альтернативу некоторым традиционным упаковочным материалам.
Идея упаковки, способной самостоятельно сообщать о свежести продуктов, не нова. Например, ранее уральские учёные создали биоплёнку, которая меняет цвет при порче пищи. Отличие японской разработки — дополнительная флуоресцентная индикация, позволяющая лучше различать химические изменения.
Результаты международной исследовательской группы опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.
Пока технология существует лишь в виде лабораторного образца. Учёным предстоит проверить её на других продуктах, оценить безопасность материала при контакте с пищей и стоимость массового производства.
В перспективе подобная упаковка могла бы помочь магазинам и покупателям точнее оценивать свежесть продуктов, не полагаясь исключительно на срок годности. Правда, свечение указывает на химические признаки порчи, а не на отсутствие или присутствие всех опасных микроорганизмов, поэтому полностью заменить обычные правила пищевой безопасности такая плёнка не сможет.
