| 2022年6月28日, |
食品包裝係統降低健康風險，節約食品（Nanowerk新聞隨著食品價格的持續上漲和全球食品危機的迫近，令人震驚的是，美國大約30-40%的食品供應最終被填埋，主要是由於變質。與此同時，世界衛生組織估計，由微生物汙染引起的食源性疾病每年在全世界造成約42萬人死亡。 |
| 如果有一種方法可以延長新鮮食品的保質期並消除微生物汙染呢? |
| 現在，來自哈佛大學約翰·a·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)和哈佛大學陳曾浩公共衛生學院的研究人員開發了一種生物可降解、抗菌的食品包裝係統，可以做到這兩方麵。 |
| “食品供應中最大的挑戰之一是食品本身的分配和生存能力，”海洋與環境科學學院塔爾家族生物工程和應用物理學教授、該論文的資深作者Kit Parker說。“我們正在利用材料科學和材料加工方麵的進步，以可持續的模式提高食品的壽命和新鮮度。” |
| 這項研究發表在自然的食物（“具有生物可降解抗菌普魯蘭纖維的高通量塗層可延長貨架壽命，減少牛油果模型的體重減輕”）. |
 |
| 受戰場醫學啟發，這種抗菌食品包裝可以減少食物浪費和食源性疾病。(圖片來源:疾病生物物理學小組/哈佛大學海洋科學學院) |
從戰場到農場 |
| 新的食品包裝係統起源於戰場醫學。十多年來，Parker和他的疾病生物物理小組一直在開發用於傷口敷料的抗菌纖維。他們的纖維製造平台，被稱為旋轉噴射紡紗(RJS)，是專門為此而設計的。 |
| RJS的工作原理就像棉花糖機一樣——當設備旋轉時，將液體聚合物溶液裝入儲層，並通過一個微小的開口被離心力推出。當溶液離開儲層時，溶劑蒸發，聚合物凝固形成纖維，纖維的直徑可控製在微尺度到納米尺度 |
| 將這項研究從傷口敷料轉化為食品包裝的想法是與哈佛大學陳學院納米技術和納米毒理學中心(納米中心)的前聯合主任Philip Demokritou的合作產生的。納米中心是哈佛大學和新加坡南洋理工大學的聯合項目。 |
| “事實證明，傷口敷料在某些方麵與食品包裝具有相同的目的——維持組織，保護它們免受細菌和真菌的侵襲，並控製水分，”SEAS博士後研究員、該論文的第一作者張慧斌(音譯)說。 |
| 為了使這種纖維對食品安全無害，研究小組轉向了一種名為普魯蘭的聚合物。普魯蘭是一種可食用的，無味的天然多糖，常用於口氣清新劑和薄荷糖。 |
 |
| 旋轉噴射紡紗給牛油果披上了一層薄薄的普魯蘭纖維。(圖片來源:疾病生物物理學小組/哈佛大學海洋科學學院) |
| 研究人員將普魯蘭聚合物溶於水中，並將其與各種天然來源的抗菌劑混合，包括百裏香油、nisin和檸檬酸。然後，溶液在RJS係統中旋轉，纖維直接沉積在食物上。研究人員通過用普魯蘭纖維包裹牛油果來演示這項技術。結果就像一個包裹在蜘蛛網裏的水果。 |
| 研究小組將他們的RJS包裝與標準鋁箔進行了比較，發現微生物的汙染大幅減少，包括大腸杆菌，l . innocua(導致李斯特菌)，以及答:來自煙(這可能會導致免疫功能低下的人患病)。 |
| “塗層的高表麵體積比使它更容易殺死危險的細菌，因為與傳統包裝相比，更多的細菌會接觸到抗菌劑，”SEAS博士後研究員、該論文的合著者約翰·齊默爾曼(John Zimmerman)說。 |
| 該團隊還證明，他們的纖維包裝可以延長牛油果的保質期，牛油果是一種出了名的挑剔的水果，可以在幾個小時內從成熟到腐爛。在實驗台上放置7天後，90%沒有包裹的牛油果腐爛，而隻有50%包裹有抗菌普魯蘭纖維的牛油果腐爛。 |
| 包裝也是水溶性和可生物降解的，衝洗掉不會在鱷梨表麵留下任何殘留物。 |
讓食物更可持續 |
| 這種抗菌的，生物可降解的食品包裝係統並不是疾病生物物理學小組的第一次嚐試，使我們的食品供應係統更可持續。 |
| 帕克的團隊使用他們的RJS係統在可食用的明膠支架上培養動物細胞，這種支架模仿了肉類的質地和稠度。這項技術得到了波士頓初創公司Tender Food的授權，該公司旨在通過開發新一代植物性替代肉類產品，以應對肉類行業對環境的巨大影響，這些產品具有與真正肉類相同的質地、味道和稠度。 |
| 該實驗室在食品包裝方麵的最新創新也可能很快進入商業開發。哈佛大學技術發展辦公室已經保護了與該項目相關的知識產權，現在正在與帕克的實驗室探索商業化機會。 |
| 帕克說:“我的研究小組的一個長期目標是減少食物對環境的影響。”“我們通過生產更可持續的食物來做到這一點，現在以可持續的方式包裝食物，可以減少食物浪費。” |
