Результаты исследования про упаковку для пищевой промышленности, которая обладает бактерицидными и антигрибковыми свойствами, создали ученые СКФУ. опубликованы в Scientific Reports. По их словам, это стало возможно благодаря новому способу синтеза наночастиц оксида меди. Эта разработка позволит добиться увеличения срока хранения продуктов.
Оксид меди (СuO) — это полупроводник, который обладает рядом полезных свойств: высокотемпературной сверхпроводимостью, спиновой динамикой и корреляционными эффектами.
Синтезированные и модифицированные разными способами наночастицы CuO широко применяются в различных отраслях науки и техники, включая медицину, электронику, сельское хозяйство и солнечную энергетику, объяснил доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ) Андрей Блинов. Специалисты предложили новейший метод синтеза стабилизированных частиц оксида меди, делая возможным их использование в пищевой промышленности. На данный момент такие наночастицы входят в состав полимерной композиции упаковочного материала. В дальнейшем предполагается использовать их для производства нового типа упаковки. Наночастицы обладают высокими бактерицидными и некоторыми антигрибковыми свойствами. При подборе подходящей формы и дисперсности, они создают между продуктом питания и внешней средой барьер против влаги, движения газов и растворенных материалов, а также защиту от механических повреждений.
“Важным аспектом в создании пищевых упаковок с нанокомпозициями является стабилизация наночастиц. От метода синтеза зависит бактерицидное действие и возможность миграции наночастиц в продукт. При высокой стабильности миграция будет минимизирована, что гарантирует отсутствие токсичности упаковочного материала”, — объяснил старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории пищевой и промышленной биотехнологии СКФУ Андрей Нагдалян. Чтобы продемонстрировать потенциальное использование таких наночастиц в пищевой промышленности, ученые совместно с Лабораторией экспериментальной иммуноморфологии, иммунопатологии и иммунобиотехнологии кафедры медицинской биологии разработали упаковку. Я изготовил образец материала. Новая пленка основана на стандартной пищевой упаковке из метилцеллюлозы, модифицированной частицами CuO различной концентрации. Под пленку поместили образцы томатов, клубники и сыра и провели ускоренный тест по изучению сроков хранения с целью их увеличения.
По словам ученых, клубника и помидоры в модифицированной упаковке сохраняли свою свежесть и целостность через семь дней. Это необходимо для предотвращения роста бактерий и плесени, которые вызывают порчу продукта. Установлено, что в образце сыра мигрируют небольшие концентрации наночастиц вещества. Хотя это и подлежит дальнейшему исследованию, оно свидетельствует о высокой стабильности вещества – установленная в экспериментальных образцах максимальная концентрация меди оказалась нетоксичной. При хранении продукта в холодильнике (при температуре 0-4 °С) миграция меди уменьшалась.
Следующей задачей научной группы является полное устранение проблемы миграции наночастиц CuO в пищу, чтобы окончательно устранить потенциальную токсичность пленки. Также ученые планируют провести промышленную апробацию разработанных пленок, чтобы в дальнейшем использовать их для упаковки продуктов. Было подсчитано, что себестоимость по материалам производства препарата наночастиц CuO составляет около 17,3 рублей за 100 мл. Себестоимость производства пленки — около 25 рублей за 1 квадратный метр.
