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大周围取代塑料的期待!胡萝卜“摇身一变”,香蕉保质期延迟 7 天

撰文:朱哼哼

编审:王哈哈

排版:李雪薇

受中式饮食的影响,不息以来,中国就是全球水果蔬菜产量和消耗量最大国家,人均果蔬消耗量位居世界第一。例如,早在 2001 年,中国人均每日果蔬消耗量就高达 1027 克,占每日总食物消耗比例 55%。

近年来,吾国团体饮食组织并异国太大转折,果蔬照样是平时食物消耗占比最众的栽类。然而,随着这些年社会经济的发展和生活程度的挑高,人们对水果的稀奇程度请求也越来越高。

尤其是网购和外卖营业的广泛,很众水果蔬菜为了保鲜都被包上了一层一层的薄膜,或行使塑料盒封装。

(来源:Pixabay)

这些措施固然保证了水果蔬菜的稀奇,但同时也产生了大量的塑料垃圾以及微塑料,不光污浊环境,也不幸于吾们的身体健康。

近日,为了缩短塑料污浊,来自瑞士联邦材料科学与技术实验室的 Gustav Nyström 教接纳 Tanja Zimmermann 教授配相符,带领钻研团队

行使胡萝卜渣以及蔬菜渣成功生产出了经济实惠的原纤化纤维素纳米纤维,并将其制备成了一栽稀奇的喷雾。在实验中,钻研人员证实,这栽喷雾能够再果蔬外观形成珍惜性纤维涂层,并将香蕉的保质期延迟了 7 天。

对此,Gustav Nyström 教授外示," 这栽生物珍惜涂层是由当然果蔬残渣中的纤维素转化而来,对人体十足无害,且专门容易清洗。所以,它能够协助人们延迟水果蔬菜的保质期缩短食物的铺张。不过吾们的最大的现在的照样期待它能够取代塑料包装,缩短环境污浊。"

该钻研以 "Sustainable Cellulose Nanofiber Films from Carrot Pomace as Sprayable Coatings for Food Packaging Applications" 为题,发外在最新一期的 ACS Sustainable Chemistry & Engineering 杂志上。

地球最雄厚的生物聚相符物—纤维素

100 众年前,被尊称为 " 塑料之父 " 的 Leo Baekeland 发清新塑料。这个一度被称为 20 世纪很远大发明的材料,曾给人类带来了极大的便利。

但 100 年后,人们却骤然发现,这栽扎实耐用的材料必要数百年才能降解,主要污浊了地球环境,但人类却再也离不开这栽材料了。

早在 2010 年,全球每年生产的塑料就高达 2.7 亿吨。而到了 2019 年,

全球每年生产的塑料已经达到了 4 亿吨。展望到 2030 年,全球塑料生产量将达 7 亿吨。同时,现在全球塑料回收行使率不能 10%,这意味着,超过 90% 的塑料会被屏舍。

(来源:Pixabay)

近年来,随着环境珍惜认识的升迁,人们不息致力于追求一栽高性能的可新生材料来替代塑料,以迈向可不息发展的异日。行为地球上最雄厚的可新生生物聚相符物,纤维素是一栽很有期待的候选者。

能够说,纤维素是地球上最雄厚的生物聚相符物,广泛存在于树木,农作物以及其他生物物质中。行为一中可新生材料,纤维不光分布广泛可不息行使,其稀奇的众维组织以及众栽功能相等契相符人类的生产需求。

尤其是将纤维素进走分解后生成的原纤化纤维素,其尺寸可变可控,尤其是延迟至纳米级后,在死板、光学、炎和流体学上都具有专门特出的功能特性。例如,在死板性能上,纤维素的理论模量约为 100-200 Gpa,拉伸强度约为 4.9-7.5 GPa,比大无数金属、相符金、聚相符物以及陶瓷都要高。

所以,从产品包装、纺织及可新生消耗品周围,越来越众的企业开起尝试生物塑料以及可不息材料。分歧于传统塑料,原纤化纤维素制备而成的生物塑料能够轻盈被土壤中的细菌和真菌降解。而其特出的死板强度、高耐炎性和耐化学侵蚀性也外明其实在具有取代传统塑料的潜力。

不过,原纤化纤维素固然具有良益的功能性,卓异的生物可降解性,但是其生产成本较高,且能够对环境并不友益。这也导致了最近年固然人们对可降解材料的呼声很高,但是实际行使照样有限。

一栽更经济实惠的选择

现在,全球领先的原纤化纤维素纳米纤维生产商广泛采用木浆行为材料,由于木头广泛存在,质量限制相对容易。

然而,在 Gustav Nyström 教授望来,用木浆生产原纤化纤维素纳米纤维并不明智。最先,木头在人类生活中的用途专门广泛,重复制备对环境并不友益;其次,木材价格腾贵,成本较高;末了,木头中的木质素含量较高,木质纤维结相符周详,别离挑取难得。

所以,永远以来,Gustav Nyström 教授不息试图追求新的原材料来生产原纤化纤维素纳米纤维。由于农业产物及食品废舍物中的木质纤维素结相符周详度专门矮,木质素含量也专门矮,用于生产原纤化纤维素纳米纤维成本也更矮,是一栽专门有潜力的原材料。

其中,胡萝卜更是一栽浅易易得的产物。据统计数据表现,

2019 年,全球共生产了 4500 万吨胡萝卜,其中大片面胡萝卜被用于榨汁,而榨汁剩下的胡萝卜渣中含有 80% 的纤维素。

(来源:ACS Sustainable Chemistry & Engineering)

此前,已有初步钻研外明,行使胡萝卜渣制造原纤化纤维素纳米纤维是可走的。同时,胡萝卜渣来源的原纤化纤维素纳米纤维与木头来源的原纤化纤维素纳米纤维品质异国差别。更主要地是,行使胡萝卜渣制备原纤化纤维素纳米纤维所需的能量远矮于行使木头制备。

不过,胡萝卜渣在存储过程中容易变质,所以原材料的质量限制难以保证。为此,Gustav Nyström 教授别离从稀奇的胡萝卜渣以及安放 3 周的胡萝卜渣中别离出了原纤化纤维素纳米纤维,并将其制备成悬浮液用于食品包装和保鲜。

效果发现,

用胡萝卜渣制备原纤化纤维素纳米纤维时,不论胡萝卜渣是否稀奇,均不会影响原纤化纤维素纳米纤维的性能。详细来说,钻研人员发现,这两栽原材料制备的原纤化纤维素纳米纤维悬浮液,均具备良益的保鲜能力,能够将香蕉的保质期延迟 7 天。

图 | 香蕉的保质期对比(来源:Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology)

此外,Gustav Nyström 教授还发现,在行使胡萝卜渣制备原纤化纤维素纳米纤维时,行使漂白预处理能够成功往除胡萝卜渣中的额木质素和其他残留物,隐微降矮纤维化所需的能量,且不会影响原纤化纤维素纳米纤维的质量。

据悉,现在 Gustav Nyström 教授开发的原纤化纤维素纳米纤维技术正在和零售业巨头 Lidl Switzerland 以及另一家水果蔬菜供答商配相符,测试并改进这栽崭新的原纤化纤维素纳米纤维保鲜涂层。

 

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