Zararlı Mikropları Uzak Tutan Sürdürülebilir Gıda Ambalajı
Fotoğraf : NTU-Harvard Üniversitesi tarafından geliştirilen ambalaja konulmuş çilekler, dört gün boyunca taze kalan meyve plastik kutularında tutulan muadillerine kıyasla, küflenmeden önce yedi gün boyunca taze kaldı.( Kaynak: Nanyang Teknoloji Üniversitesi)
Nanyang Teknoloji Üniversitesi, Singapur (NTU Singapur) ve Harvard T.H. ABD’deki Chan Halk Sağlığı Okulu, biyolojik olarak parçalanabilen, sürdürülebilir ve insanlara zararlı mikropları öldüren ‘akıllı’ bir gıda ambalaj malzemesi geliştirdi. Ayrıca taze meyvenin raf ömrünü de iki ila üç gün uzatabilir.
Su geçirmez gıda ambalajı, bir çeşit mısır proteini olan zein,nişasta ve diğer doğal olarak üretilmiş biyopolimerlerden oluşur. Ve doğal antimikrobiyal bileşiklerden oluşan bir karışım ile aşılanırlar.Bunlar arasında yemek pişirmede kullanılan yaygın bir bitki olan kekik yağı ve turunçgillerde yaygın olarak bulunan sitrik asit bulunur.
Laboratuar deneylerinde, nemdeki artışa veya zararlı bakterilerden gelen enzimlere maruz kaldığında, ambalajdaki liflerin doğal antimikrobiyal bileşikleri serbest bıraktığı ve mantarların yanısıra E. Coli ve Listeria gibi yiyecekleri kirleten yaygın tehlikeli bakterileri de öldürdüğü gösterilmiştir.
Ambalaj, yalnızca fazla nem veya bakteri varlığında gerekli ve küçük miktarlarda antimikrobiyal bileşikleri salacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, ambalajın birkaç maruziyete dayanabilmesini sağlar.
Bileşikler, ambalajın yüzeyinde ve gıda ürününün kendisinde yetişen bakterilerle mücadele ettiğinden yemeye hazır gıdalar, çiğ et, meyve ve sebzeler de dahil olmak üzere çok çeşitli ürünler için kullanılma potansiyeline sahiptir.
Yapılan bir deneyde, ambalaja sarılmış çilekler yalnızca dört gün boyunca taze kalan meyve plastik kutularında tutulan muadillerine kıyasla küflenmeden önce yedi gün boyunca taze kaldı.
Buluş, NTU ve Harvard Chan Okulu araştırmacılarını tarım ve gıda alanındaki en yeni uygulamalar üzerinde çalışmak üzere bir araya getiren NTU-Harvard T.H. Chan Sürdürülebilir Nanoteknoloji için Halk Sağlığı Girişimi (NTU-Harvard SusNano) bilim adamlarının işbirliğinin bir sonucudur.Araştırmacılar bu alanda toksik olmayan ve çevre açısından güvenli nanomalzemeler geliştirmeye vurgu yaptı.
Bu gelişmiş gıda ambalaj malzemesinin geliştirilmesi, Üniversitenin sürdürülebilir gıda teknolojisi çözümlerini teşvik etme çabalarının bir parçasıdır. Bu çalışma, insanlığın bazı acil büyük zorluklarını çözmek için sürdürülebilir çözümler geliştirmeyi amaçlayan NTU 2025 stratejik planı ile uyumludur.
Projeyi birlikte yöneten NTU’nun Antimikrobiyal Biyomühendislik Merkezi Müdürü Profesör Mary Chan, “Bu buluş, gıda endüstrisinde paketleme için daha iyi bir seçenek olarak hizmet edeceğini, çünkü sayısız gıda ile ilgili insanlara zarı olan bakteri ve mantarla mücadelede üstün antimikrobiyal nitelikler gösterdiğini söyledi. Ambalaj balık, et, sebze ve meyveler gibi çeşitli ürünlere uygulanabilir. Antimikrobiyallerin yalnızca bakteri veya yüksek nem mevcut olduğunda akıllıca salındığı için yalnızca gerektiğinde koruma sağlar ve böylece kimyasalların kullanımını en aza indirir ve paketlenmiş gıdaların doğal bileşimini korur”dedi.
Harvard Chan Okulu’nda Çevre Sağlığı Yardımcı Profesörü ve aynı zamanda Nanoteknoloji ve Nanotoksikoloji Merkezi Direktörü ve NTU-Harvard Sürdürülebilir Nanoteknoloji Girişimi Eş-direktörü olan Prof. Philip Demokritou, “Gıda güvenliği ve israfı, gıda güvenliğini tehlikeye atan muazzam halk sağlığı ve ekonomik etkisi ile zamanımızın büyük bir toplumsal sorunu haline geldi. Gıda güvenliğini artırmanın,bozulma ve israfı azaltmanın en etkili yollarından biri verimli biyolojik olarak parçalanabilen toksik olmayan gıda ambalaj malzemeleri geliştirmektir. Bu çalışmada, biyopolimerler, toksik olmayan solventler ve doğadan ilham alan antimikrobiyaller dahil olmak üzere doğadan türetilen bileşikleri kullandık ve yalnızca gıda güvenliğini ve kalitesini artırmak için değil aynı zamanda çevreye ve sağlığı zararı ortadan kaldırmak,biyolojik olarak parçalanamayan plastiklerin kullanımını küresel düzeyde azaltmak ve sürdürülebilir tarım-gıda teşviğini sağlamak amacıyla akıllı antimikrobiyal malzemeleri sentezlemek için ölçeklenebilir sistemler geliştirdik”dedi.
NTU araştırma ekibi tarafından yapılan çalışmanın bağımsız bir değerlendirmesini sağlayan, kentsel çatı çiftçiliğine öncülük eden bir Singapur şirketi olan ComCrop’un CEO’su Bay Peter Barber, “NTU-Harvard Chan Okulu gıda ambalaj malzemesi, sürdürülebilir bir çözüm olarak bizim gibi plastik kullanımını azaltmak ve daha yeşil alternatifleri benimsemek isteyen şirketlere hizmet edecektir.ComCrop olarak Singapur’un gıda üretim kapasitesini artırmak için ürünü artırmaya çalışırken, ihtiyaç duyduğumuz ambalaj hacmi senkronize olarak artacak ve bunun gibi bir malzemeye geçmek etkiyi iki katına çıkarmamıza yardımcı olacaktır. Ambalajın sebzelerimizin raf ömrünü potansiyel olarak uzatabilecek antimikrobiyal özellikleri olması bizim için yararlı bir özellik. Ambalaj malzemesi sektöre umut vaat ediyor hakkında daha fazla bilgi edinmek ve kullanmak için sabırsızlanıyoruz.”
Çalışmanın sonuçları, hakemli akademik dergi ACS Applied Materials & Interfaces’de Ekim ayında yayınlandı.
Ambalaj atıklarını azaltmak
Ambalaj endüstrisi, fosil yakıtlardan elde edilen sentetik plastiklerin en büyük ve büyüyen tüketicisidir ve çevreyi kirleten plastik atıkların büyük bir kısmını gıda ambalaj plastikleri oluşturmaktadır.
Singapur Ulusal Çevre Ajansı’nın verilerine göre, 2018’de yerel kaynaklar tarafından bertaraf edilen 1,76 milyon ton atığın üçte biri ambalaj atığı ve yarısından fazlası ( yüzde 55) plastikti.
Akıllı gıda paketi malzemesi, biyolojik olarak parçalanabildiği için plastik atık miktarını azaltmaya bir alternatif olarak hizmet edebilir. Ana bileşeni olan zein, etanol üretmek için mısır nişastası veya yağlarının kullanılmasından kaynaklanan atık bir yan ürün olan mısır glüteni unundan da üretilir.
Gıda paketleme malzemesi, zein, selülozlu antimikrobiyal bileşikler, bitki hücre duvarlarını oluşturan doğal bir polimer nişasta ve sirkede yaygın olarak bulunan asetik asit ile elektro lif çekme yöntemi işlemiyle üretilir.
Profesör Mary Chan, bakteri ve mantarı uzak tutmak için yerleşik teknolojiye sahip sürdürülebilir ve biyolojik olarak parçalanabilen aktif gıda ambalajının gıda endüstrisi için büyük önem taşıdığını sözlerine ekledi. “Önemli bir olumsuz çevresel etkiye sahip olan plastik gibi ticari gıda ambalajlarında kullanılan petrol bazlı polimerlere çevre dostu bir alternatif olarak hizmet edebilir.”
Prof Demokritou, “Gıda arzının küreselleşmesi ve daha sağlıklı bir yaşam tarzına ve çevre dostu gıda ambalajlarına yönelik tutum değişikliği nedeniyle, gıda güvenliğini ve kalitesini artırmak için biyolojik olarak parçalanabilen, toksik olmayan ve akıllı/duyarlı materyallerin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Doğadan türetilen, biyolojik olarak parçalanabilen biyopolimerler ve doğadan ilham alan antimikrobiyallerden oluşan gıda ambalaj malzemelerinin geliştirilmesi için ölçeklenebilir sentez platformları, uyaranlarla tetiklenen yaklaşımlarla birleştiğinde, gıda israfını azaltmak ve gıda güvenliğini ve kalitesini artırmak için ortaya çıkan toplumsal ihtiyaçları karşılayacaktır.”
NTU ve Harvard Chan Okulu araştırmacılarından oluşan ekip, önümüzdeki birkaç yıl içinde ticarileştirme amacıyla teknolojilerini endüstriyel bir ortakla büyütmeyi umuyor.
Ayrıca şu anda gıda güvenliğini ve kalitesini artırmak için biyopolimer bazlı akıllı gıda ambalaj malzemeleri geliştirmek için başka teknolojiler geliştirmek üzerinde çalışıyorlar.
Kaynak:phys.org
