Η σπατάλη τροφίμων αποτελεί ένα από τα πιο πιεστικά προβλήματα της εποχής μας, με τουλάχιστον το ένα τρίτο όλων των τροφίμων που παράγονται για ανθρώπινη κατανάλωση να χάνεται πριν ακόμη φτάσουν στα ράφια των σούπερ μάρκετ.
Ένας από τους κύριους υπεύθυνους για αυτή τη σπατάλη είναι το αιθυλένιο, ένα φυσικό αέριο που παράγεται από τα φρούτα και τα λαχανικά κατά την ωρίμανση τους. Όταν το αιθυλένιο συσσωρεύεται στο εσωτερικό κοντέινερ ή σε αποθηκευτικούς χώρους, επιταχύνει την αλλοίωση των προϊόντων.
Επιστήμονες έχουν επικεντρωθεί εδώ και χρόνια στην εύρεση οικονομικών υλικών για συσκευασίες τροφίμων, που θα μπορούν να απορροφούν το αιθυλένιο προτού αυτό προκαλέσει βλάβες.
Μία πρόσφατη μελέτη αποκαλύπτει ότι ένας κοινός τύπος αργίλου, ο μοντμοριλλονίτης, μπορεί να τροποποιηθεί χημικά για να παγιδεύει σημαντικά επίπεδα αιθυλενίου, προσφέροντας ελπίδες για τη μείωση της σπατάλης τροφίμων.
Το θαύμα του μοντμοριλλονίτη
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «Applied Surface Science Advances», εστιάζει στις δυνατότητες του μοντμοριλλονίτη, ενός ορυκτού άργιλου που είναι φυσικά άφθονο και χαμηλού κόστους.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρεις διαφορετικές μορφές του μοντμοριλλονίτη: την φυσική, μη επεξεργασμένη μορφή, μία που είχε υποβληθεί σε επεξεργασία με οξύ και μία τρίτη που είχε επιπλέον τροποποιηθεί με χολίνη, ένα μόριο που σχετίζεται με θρεπτικά συστατικά.
Οι διαφορετικές μορφές του αργίλου
Ο μοντμοριλλονίτης έχει μια στρωματώδη δομή, που μοιάζει με μικροσκοπικές στοίβες φύλλων. Η επεξεργασία με οξύ προσθέτει τρύπες και ατέλειες, αυξάνοντας την επιφάνεια και παρέχοντας περισσότερα σημεία προσκόλλησης για τα μόρια αερίου.
Από την άλλη, η τροποποίηση με χολίνη βελτιώνει περαιτέρω τη δομή του αργίλου, κάνοντάς τον πιο ελκυστικό για την παγίδευση αιθυλένιου.
Για να κατανοήσουν την συμπεριφορά των διαφορετικών μορφών του αργίλου σε μικροσκοπικό επίπεδο, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν πέντε διαφορετικές τεχνικές μέτρησης. Αυτές περιλάμβαναν τη χρήση δέσμεων νετρονίων για την παρακολούθηση της κίνησης των μορίων του αιθυλενίου, αλλά και άλλες σύγχρονες τεχνικές ανάλυσης.
Αποτελέσματα της έρευνας
Από την ανάλυση προέκυψε ότι ο μη επεξεργασμένος άργιλος απορρόφησε ελάχιστα ποσά αιθυλενίου. Αντιθέτως, ο άργιλος που υποβλήθηκε σε οξική επεξεργασία ήταν πιο αποτελεσματικός, αλλά η τροποποίηση με χολίνη που ακολούθησε επέφερε μια ενδιαφέρουσα ανατροπή.
Αν και η συνολική απορρόφηση αιθυλενίου ήταν χαμηλότερη, οι ουσίες της χολίνης συγκράτησαν το αιθυλένιο πιο ισχυρά, απαιτώντας υψηλότερες θερμοκρασίες για να απελευθερωθεί.
Στο άργιλο που είχε επεξεργαστεί με οξύ, το μεγαλύτερο ποσοστό του αιθυλενίου παρέμενε στις εξωτερικές επιφάνειες, όπου συγκρατείτο μέσω ήπιων φυσικών δυνάμεων. Αντίθετα, με τον άργιλο τροποποιημένο με χολίνη, σχεδόν το 76% του αιθυλενίου παρέμεινε εντός του υλικού.
Οδηγίες για καλύτερες συσκευασίες τροφίμων
Αυτά τα ευρήματα παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τους μηχανικούς συσκευασίας. Η επεξεργασία με οξύ προάγει τη μέγιστη απορρόφηση αιθυλενίου για προϊόντα που ωριμάζουν γρήγορα ή χρειάζονται μακρινές μεταφορές.
Από την άλλη, η τροποποίηση με χολίνη προσφέρει ένα υλικό που συγκρατεί καλύτερα το αιθυλένιο, ελαχιστοποιώντας την πιθανότητα επανεκπομπής εντός της συσκευασίας.
Επιπλέον, η επιλογή της χολίνης σχετίζεται με εφαρμογές που άπτονται των τροφίμων. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την αξιολόγηση της ασφάλειας και της κανονιστικής καταλληλότητας για επαφή με τρόφιμα. Ενώ η μετάβαση από εργαστηριακά αποτελέσματα σε πρακτικά προϊόντα συσκευασίας χρειάζεται προσεκτική έρευνα, ο μοντμοριλλονίτης και οι χημικές επεξεργασίες που χρησιμοποιήθηκαν παρουσιάζουν ελπιδοφόρες προοπτικές για τη μείωση της σπατάλης τροφίμων.
