Новини науки

Нове дослідження, проведене вченими Університету штату Орегон, описує ключовий прогрес у перетворенні яблучних відходів в екологічно чистий пакувальний матеріал, який може служити альтернативою пластику.

Перероблена газета традиційно була основним інгредієнтом так званої пакувальної продукції з формованої целюлози, яка стає все більш популярною, оскільки її можна компостувати. Але пропозиція переробленої газети скорочується, що створює ринок матеріалів-замінників.

Яньюн Чжао, професор штату Орегон, який очолює дослідницьку групу, що займається стійкою упаковкою і переробкою харчових продуктів, вивчив яблучні відходи та інші побічні продукти переробки фруктових і овочевих соків і виноробства в якості альтернативи переробленої газети при виробництві формованої целюлози. Вона та команда отримали патент на це дослідження.

“В даний час яблучну макуху зазвичай просто компостують або використовують в якості корму для тварин”, — сказав Чжао, чиї дослідження спрямовані на скорочення втрат і псування харчової продукції по всьому ланцюжку поставок продуктів харчування. “Ми подумали, чому б не перетворити її на екологічно чистий продукт, який відповідає потребам галузі”.

Чжао припускає, що яблучна вичавка стане основним інгредієнтом пакувальних продуктів з формованої целюлози, таких як контейнери для їжі на винос, квіткові горщики, картонні коробки і пляшки для напоїв, а також розкладна упаковка, яка використовується для фруктів і овочів.

Вона зосереджена на яблучній вичавці частково тому, що вона легкодоступна на північному заході Тихого океану. Коли яблука переробляються на сік, близько 70-75% яблука йде в сік, а решта 25-30% залишаються у вигляді макухи.

Однією з ключових проблем, яку необхідно вирішити при створенні упаковки з макухи і паперу, є підвищення водостійкості, щоб вона могла витримувати високу вологість, рідкі харчові або нехарчові продукти і продукти, що зберігаються в умовах підвищеної вологості.   

У  опублікованій статті в журналі “Обробка харчових продуктів і біопродуктів” команда прагнула створити екологічно чисті, біо-основні, компостовані і економічні рішення, які поліпшили б гідрофобність або водостійкість продуктів з формованої целюлози на основі яблучної вичавки.

Вони використовували дві стратегії: включення полімерів і сполук з характеристиками, що підвищують водостійкість, в рецептуру целюлози і нанесення супер-гідрофобних покриттів на поверхню продукту. Вивчені полімери та сполуки включають лігнін, хітозан та гліцерин.

Лігнін являє собою полімер, який утворює ключові структурні матеріали в опорних тканинах більшості рослин. У цьому дослідженні використовували макуху ревеню, який особливо багатий лігніном.

Хітозан-це полімер на біологічній основі, який зазвичай використовується в паперовій промисловості. Попереднє дослідження, проведене командою Чжао, показало, що хітозан значно знижує водопоглинання плівок з целюлозних нановолокон (CNF) за рахунок адсорбції хітозану на волокнах CNF за допомогою водневих зв’язків.

Нарешті, гліцерин-це органічна сполука, яку часто додають в матеріал, щоб зробити його більш м’яким і гнучким. Попередні дослідження показали, що низький рівень гліцерину знижує водопоглинання.

Дослідники визначили оптимальну кількість цих полімерів і сполук, а також додали невелику кількість картонного волокна для стабільності пакувальних продуктів з формованої целюлози.