Nowatorski kompozyt IIT Hyderabad utrzymuje pomidory świeże przez 30 dni

- Mar 20, 2018-

Złożony ma działanie przeciwdrobnoustrojowe, umożliwia optymalną wymianę gazów, wilgoć

Naukowcy z Indyjskiego Instytutu Technologii (IIT) w Hyderabad odnieśli sukces w utrzymaniu świeżości pomidorów i braku bakteryjnego zepsucia nawet przez 30 dni. Było to możliwe dzięki materiałowi do pakowania żywności opracowanemu przez dwumiesięczny zespół kierowany przez dr Mudrika Khandelwal z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Instytutu. Materiał do pakowania żywności wykonany jest z celulozy bakteryjnej impregnowanej nanocząsteczkami srebra.

Celulozę bakteryjną najpierw wytworzono przy użyciu bakterii Gluconacetobacter xylinus w celu wytworzenia nanowłókien z nanokrystalicznej celulozy ze standardowego podłoża glukozowego. "Możemy użyć dowolnego soku owocowego, który jest bogaty w cukier, a nawet piwa i wina, które są fermentowane, do produkcji celulozy bakteryjnej" - mówi dr Khandelwal.

Nanofibrylarnie

Bakteryjna celuloza jest wysoce krystaliczna, ma wysoką porowatość i zdolność zatrzymywania wody i ma świetne właściwości mechaniczne. Również celuloza bakteryjna jest nanowłókienkowa w przeciwieństwie do celulozy roślinnej, która jest mikrofibra. Wyniki zostały opublikowane w Journal of Materials Science.

Celulozę bakteryjną najpierw potraktowano wodorotlenkiem sodu w celu usunięcia wszystkich bakterii, a następnie impregnowano nanocząstkami srebra. Dokonano tego przez zanurzenie bakteryjnej celulozy w roztworze azotanu srebra, a następnie w roztworze borowodorku sodu. Redukcja azotanu srebra w celu utworzenia nanocząsteczek srebra zachodzi wewnątrz porów celulozy bakteryjnej.

Nanoziarnione pory obecne w macierzy bakteryjnej celulozy ograniczają wzrost nanocząstek, kontrolując w ten sposób ich wielkość. Zapobiega tworzeniu się agregatów przez nanocząstki. "Stwierdziliśmy, że im mniejszy rozmiar [5-6 nanometrów] nanocząsteczek srebra, tym lepsza była aktywność przeciwdrobnoustrojowa. Nie było również przedłużonego uwalniania nanocząsteczek ", mówi. Nie miało to miejsca w przypadku koloidu nanocząstek srebra, w którym nanocząsteczki mają skłonność do tworzenia agregatów.

Aktywność przeciwbakteryjną celulozy bakteryjnej badano najpierw na bakteriach i grzybach izolowanych ze zgniłych pomidorów, a później na mieszanej kulturze. W porównaniu z kontrolami kompozyt (celuloza bakteryjna zaimpregnowana nanocząsteczkami srebra) wykazał 99% skuteczność zabijania. Aktywność przeciwbakteryjną pomyślnie testowano do 72 godzin. Aktywność przeciwbakteryjna koloidu wynosiła tylko 90%. "Bakteryjna celuloza z nanocząsteczkami srebra ma nie tylko aktywność przeciwko bakteriom, ale także przeciwko grzybom" - mówi dr Khandelwal.

Naukowcy przetestowali skuteczność przeciwbakteryjną kompozytu, stosując go do owinięcia świeżo zebranych pomidorów. Pomidory owinięte polietylenem (polietylenem) i polipropylenem służyły jako kontrole.

Świeże pomidory

W warunkach pokojowych pomidory zapakowane w kompozycję pozostawały świeże, bez żadnych zmarszczek czy mikrobiologicznego zepsucia nawet pod koniec 30 dni.

"Dzieje się tak dlatego, że oprócz aktywności przeciwdrobnoustrojowej kompozyt umożliwia również odpowiednią wymianę gazów i wilgoci. Zdolność zatrzymywania wody w kompozycie pomaga utrzymać optymalną transmisję wilgoci "- mówi Shivakalyani Adepu z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Inżynierii Metalowej w IIT Hyderabad i pierwszy autor artykułu. "Kompozyt działa również jako bloker etylenu, zapobiegając w ten sposób nadmiernemu dojrzewaniu owoców. Zapewnia to, że owoce powoli się starzeją. "

Wręcz przeciwnie, pomidory owinięte polietylenem zaczęły się marszczyć w ciągu pierwszego tygodnia, a psucie mikrobów obserwowano w ciągu 15 dni; pomidory uległy całkowitemu zniszczeniu w ciągu 30 dni. Ale w przypadku polipropylenu pomidory pozostawały świeże przez tydzień; zaczęły się marszczyć w ciągu 15 dni i stały się miękkie i pomarszczone dookoła w ciągu miesiąca.

"Chcemy przetestować nasz kompozyt na egzotycznych owocach" - mówi dr Khandelwal. "Chcielibyśmy również rozszerzyć tę samą zasadę na produkty zdrowotne. Kompozyt może być stosowany jako antybakteryjna wyściółka w podpaskach higienicznych oraz jednorazowa odzież i pokrycia w szpitalach. "


Para:Drukowane przewody elastyczne poprzez in situ tworzenie nanocząsteczek srebra ze srebrnych płatków Następny:Osiągnięcia drukowanych Power Electronics oznacza wykraczających poza nanocząsteczki srebra