В Японии разработана самовосстанавливающаяся плёнка, указывающая на свежесть продуктов

Репортаж от Wedoany，Исследователи из японского Университета Кюсю (Kyushu University) разработали гибкую плёнку со встроенным природным растительным пигментом, которая меняет цвет при порче продуктов, позволяя потребителям оценивать их состояние, не вскрывая упаковку. Эта плёнка также способна самостоятельно заживлять порезы, предотвращая проникновение бактерий при транспортировке и перемещении.

Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal. В плёнке используются антоцианы — природные пигменты, полученные из фиолетового батата и краснокочанной капусты, — для мониторинга изменений химических характеристик таких продуктов, как мясо. Когда pH повышается из-за порчи пищи, антоцианы меняют цвет с пурпурно-красного на жёлто-зелёный. Благодаря природному происхождению материал безопасен для контакта с пищевыми продуктами.

Антоцианы чувствительны к свету и теплу: воздействие света или нагрева может нарушить цветовую реакцию и привести к ошибочным показаниям, поэтому они не подходят для непосредственного использования в качестве долговременных индикаторов. Исследовательская группа выбрала UiO66-NH₂ — металлоорганический каркас (Metal-Organic Framework, MOF), известный своей термической и химической стабильностью, — для фиксации антоцианов. Соавтор статьи, научный сотрудник Японского общества содействия развитию науки (JSPS) на сельскохозяйственном факультете Университета Кюсю Сижуй Янь (Xirui Yan), отметил, что MOF привлекают широкое внимание благодаря своей уникальной пористой структуре и разнообразным функциям, и ему было интересно, можно ли использовать такие материалы в более повседневных сценариях, например, для сохранения свежести продуктов.

Молекулы антоцианов адсорбируются на поверхности MOF за счёт множества химических взаимодействий, оставаясь чувствительными к pH при одновременной изоляции от кислорода, света и тепла. В тестах с образцами свинины защищённый пигмент стабильно реагировал: по мере порчи мяса и накопления щелочных газов материал последовательно менял цвет с пурпурно-красного на жёлто-зелёный, давая читаемый сигнал на каждом этапе.

Исследовательская группа включила MOF с антоцианами в гидрогель, получив мягкую, пластичную плёнку. Эта плёнка в основном имеет растительное происхождение, биоразлагаема и в ходе испытаний продлила срок хранения свинины примерно на 12 часов по сравнению с необработанными образцами.

Эта плёнка также обладает способностью к самовосстановлению. После разрезания и повторного соединения повреждение становится почти незаметным в течение нескольких минут, а прочность на разрыв восстанавливается до 99% в течение двух часов. Профессор сельскохозяйственного факультета Университета Кюсю Фумихико Танака (Fumihiko Tanaka) отметил, что традиционная упаковка при появлении трещины получает необратимое повреждение, которое становится путём проникновения бактерий; этот же материал способен склеиваться самостоятельно, и после заживления повреждения защитная способность восстанавливается, что делает его более долговечным и надёжным в практическом использовании.

В настоящее время команда разрабатывает сопутствующее мобильное приложение для смартфонов, планируя предоставить производителям, логистическим компаниям и покупателям объективное средство оценки качества пищевых продуктов в реальном времени.

Среди аналогичных продуктов компания Vitsab International в мае выпустила Freshtag Flight Label, который меняет цвет в зависимости от температурного воздействия и используется для сокращения пищевых отходов скоропортящихся продуктов в авиационном питании. Эта этикетка использует технологию смены цвета по принципу «светофора» для индикации целостности продукта: зелёный — безопасное состояние, жёлтый — промежуточное, красный — указывает на воздействие неблагоприятных температур.

Компания Altopack в этом месяце выпустила перезакрываемую упаковку-зиплок для пасты, позволяющую потребителям сохранять свежесть продукта после каждого использования, предотвращая внешнее загрязнение. Компания сообщает, что эта упаковка разработана специально для пасты, а также доступна в виде порционных наборов, где порции по 100 г обёрнуты в пищевую бумажную ленту.