Учёные выяснили, как можно дольше сохранить фрукты, овощи и срезанные цветы свежими
Известно, что процесс увядания стимулирует «тихий убийца» — этилен. Эффект воздействия этого газа знаком всем, кто замечал, как быстро дозревают и гниют сорванные фрукты или вянут срезанные цветы. Учёные всего мира долго искали решение этой проблемы, и теперь международная группа исследователей предложила эффективный способ борьбы с избыточным этиленом.
Фрукты, овощи и цветы остаются живыми даже после сбора урожая. Они продолжают вырабатывать и выделять в воздух газообразный этилен, который в естественных условиях способствует созреванию и цветению. Благодаря этилену можно стимулировать дозревание плодов — для этого достаточно поместить их в закрытый контейнер или пакет. Однако именно этот газ становится главной причиной быстрой порчи продуктов, приводя к огромным финансовым потерям по всей цепочке поставок: от производителей до розничных сетей и потребителей.
В поисках эффективного решения специалисты проанализировали почти 300 опубликованных исследований, сравнив существующие методы и технологии контроля и устранения этилена. Вывод оказался однозначным: наибольший потенциал в области удаления этилена и сохранения пищи — как на Земле, так и в космосе — имеет фотокатализ.
В рамках этого метода катализатор под воздействием УФ-излучения удаляет этилен, преобразуя его в углекислый газ и воду. Результаты соответствующего исследования были опубликованы в апреле 2015 года в авторитетном научном журнале Biosystems Engineering (издательство Elsevier). Исследование под названием «Фотокаталитическое разложение этилена на мезопористых нанокомпозитах TiO₂/SiO₂: влияние на созревание зеленых томатов» провела группа ученых под руководством Марии Л. В. де Кьяра (Maria L.V. de Chiara). Работа выполнена сотрудниками Университета Саленто (Италия) и Университета Фоджи (Италия).
В ходе эксперимента ученые создали серию нанокомпозитных материалов на основе диоксида титана (TiO₂) и диоксида кремния (SiO₂) в различных пропорциях. Наибольшую эффективность показал образец с соотношением 80% TiO₂ и 20% SiO₂ (80Ti–20Si), который обеспечил полное разложение этилена в замкнутой системе в условиях ультрафиолетового облучения.
Чтобы проверить эффективность технологии в реальных условиях, исследователи провели биотестирование на зеленых томатах. Плоды, которые находились в атмосфере, обработанной с использованием фотокаталитического материала 80Ti–20Si, демонстрировали значительное замедление созревания по сравнению с контрольной группой. Изменение цвета кожицы (потеря зеленой окраски и накопление ликопина) у обработанных томатов происходило медленнее, что свидетельствует о замедлении процессов старения и созревания.
«Фотокатализ можно успешно использовать в пищевой промышленности всего мира для увеличения качества пищи и сокращения убытков из-за ускоренного созревания продуктов», — сообщается в отчете по итогам работы. Разработка особенно актуальна для стран с развитой системой экспорта скоропортящейся продукции, а также для длительных космических миссий, где возможность сохранять свежие продукты без потери питательных веществ имеет критическое значение.
Источник: de Chiara, M.L.V., Pal, S., Licciulli, A., Amodio, M.L., Colelli, G. (2015). Photocatalytic degradation of ethylene on mesoporous TiO₂/SiO₂ nanocomposites: Effects on the ripening of mature green tomatoes. Biosystems Engineering, 132, 61–70.
Решения для отраслей
Технологии и инновации
Услуги