استفاده از سلولز باکتریایی برای ساخت بسته بندی کامپوزیتی خوراکی

به گزارش مجله خبری نگار،پلاستیک‌ها بسته به اینکه از چه چیزی ساخته شده اند، بین ۵۰ تا ۲۰۰ سال طول می‌کشد تا تجزیه شوند. استفاده از پلاستیک‌های مبتنی بر نفت در بسته بندی باعث ایجاد آلودگی قابل توجهی در طول دهه‌ها شده که منجر به ایجاد فشار برای توسعه مواد بسته بندی سازگار با محیط زیست و پایدار شده است.

پلیمر‌های مشتق شده زیستی راهی برای به اصطلاح سبز کردن بسته بندی یکبار مصرف ارائه می‌دهند. یکی از آنها، سلولز باکتریایی (BC) است که مورد توجه محققان بوده است. سلولز باکتریایی دارای شبکه بسیار ظریفی از نانوالیاف سلولزی سنتز شده توسط باکتری‌ها است که خواص بهتری نسبت به سلولز گیاهی در ظرفیت نگهداری آب و استحکام کششی بالاتر داشته و متشکل از بافت کاملاً نرم و محتوای فیبر بالا است.

اکنون، محققان دانشگاه هنگ کنگ از سلولز باکتریایی برای ایجاد یک بسته بندی کامپوزیتی جدید استفاده کرده اند که نه تنها سازگار با محیط زیست است، بلکه خوراکی نیز هست.

تو نگای (To Ngai) پژوهشگر مسئول این مطالعه گفت: تحقیقات گسترده‌ای در سال قبل از جمله استفاده از این ماده در بسته بندی‌های هوشمند، فیلم‌های هوشمند و مواد کاربردی انجام شده است. این مطالعات پتانسیل سلولز باکتریایی را به عنوان جایگزینی برای مواد بسته بندی پلاستیکی یکبار مصرف نشان داده و آن را به نقطه شروع منطقی برای تحقیقات ما تبدیل می‌کند.

به عنوان پایه‌ای برای این ماده، محققان از سلولز ترشح شده توسط باکتری کومگاتائی (Komagataeibacter xylinus)، تولید کننده معروف سلولز باکتریایی پایدار و غیر سمی استفاده کردند. بر خلاف سلولز گیاهی، سلولز باکتریایی با فرآیند تخمیر تولید می‌شود، به این معنی که هیچ درخت یا محصولی نیاز به برداشت و هیچ زیستگاهی از بین نمی‌رود. در ضمن، باکتری کومگاتائی باکتر اغلب برای تهیه نوشیدنی سنتی چای کومبوچا تخمیر می‌شود.

سپس محققان پروتئین سویا جدا شده از دانه‌های سویا را در ساختار سلولزی قرار داده و آن را با یک کامپوزیت مقاوم در برابر روغن ساخته شده از آلژینات کلسیم پوشش دادند. در مجموع، پژوهشگران می‌گویند که این عمل یک فرآیند نسبتا ساده است.

نگای در ادامه گفت: این ماده به شرایط واکنش خاصی مانند واکنش‌های شیمیایی نیاز ندارد، بلکه به روشی ساده و عملی با مخلوط کردن و پوشش دهی نیاز دارد.

در آزمایش، محققان دریافتند: این ماده جدید شفاف، مقاوم در برابر روغن، غیرسمی برای سلول‌های انسان بوده و در عرض یک تا دو ماه کاملاً تجزیه شده است. دانشمندان دریافتند که در مقایسه با پلاستیک پلی اتیلن کم چگالی، این ماده به عنوان یک کیسه یکبار مصرف برای نگهداری تنقلات، آب نبات، غذا‌های خیابانی، نان یا غذا‌های مشابه عمل می‌کند. نی‌های ساخته شده از این ماده به اندازه کافی قوی بودند که غشای پلاستیکی چای حبابدار موجود در بازار را سوراخ کنند و پس از ۲۴ ساعت خیساندن در آب یکپارچگی خود را حفظ کردند.

نگای در ادامه توضیح داد: این رویکرد یک راه حل امیدوارکننده برای چالش توسعه بسته بندی‌های پایدار و سازگار با محیط زیست ارائه می‌دهد که می‌تواند جایگزین پلاستیک‌های یکبار مصرف در مقیاس بزرگ شود. او افزود: در نهایت، اجزای این ماده اینگونه است که خوردن آن برای انسان و حیوانات بی خطر است.

نگای در خاتمه گفت: مواد توسعه یافته در این تحقیق کاملاً خوراکی بوده و مصرف آن برای جانوران دریایی بدون ایجاد سمیت آبزیان در اقیانوس بی خطر است.