Research press release

材料:アボカドの鮮度を長持ちさせる低コストで持続可能な食品包装

Nature Food

Materials: Low-cost sustainable food packaging keeps avocados fresh for longer

このほど実施された予備的研究で、有害物質の入っていない生分解性抗菌性食品包装システムが発表され、これによって食品の寿命が延び、食品の安全性が向上することを報告した論文が、Nature Food に掲載される。このシステムの概念実証には、アボカドが用いられ、このシステムをスケールアップして、低コストで環境に優しい抗菌食品包装を生産できる可能性のあることが明らかになった。

既存の食品用抗菌フィルムは、多量の有効成分を必要とすることが多い。これに対する低コストの代替品が、繊維ベースのコーティングだ。その理由は、繊維材料の表面積対体積率が高く、繊維材料に含まれる抗菌剤の利用効率を高められる可能性があることだ。しかし、現在のところ、生産性が低いという問題と害をもたらす可能性のある物質と化学過程への依存という問題があるため、マイクロファイバーを使った食品包装は、限定的な利用にとどまっている。

今回、Kevin ParkerとPhilip Demokritouたちは、抗菌繊維を1段階で合成し、生鮮食品に直接コーティングすることだけで、それ以上の処理を必要としない高生産性繊維紡糸システムを発表した。この抗菌繊維は、米国食品医薬品局が「一般に安全と認められる」食品添加物に指定した天然多糖類のプルランと天然由来の抗菌剤(タイム油、クエン酸など)から構成されている。Parkerたちは、このシステムがスケーラブルであることを実証した。このシステムによる繊維生産速度(0.2 g/分)は、広く用いられている電界紡糸法による繊維生産技術(0.01 g/分)よりも高い。抗菌性を有するプルラン繊維は、液体環境と土壌環境の両方で生分解性を有することも判明した。この繊維を使ってアボカドをコーティングしたところ、対照と比較して、腐敗、重量減と変色が少なくなった。

Parkerたちは、このように水を用いた繊維合成過程が、可食性・水溶性という特徴を有するプルランと生産性の高い繊維技術と組み合わさることが、生鮮食品を低コストで包装する有望な戦略になるという考えを示している。

A non-toxic, biodegradable antimicrobial food packaging system that can increase longevity of foods and improve food safety is presented in a pilot study, published in Nature Food. Using avocados in a proof of concept, the system has the potential to be scaled up to produce low-cost and environmentally friendly antimicrobial food packaging.

Existing antimicrobial food films often require large quantities of active ingredients. Fibre-based coatings are an inexpensive alternative because the fibrous materials have high surface-to-volume ratios, which may enable more efficient use of the antimicrobial agents within them. However, low-throughput production and a reliance on potentially harmful substances and chemical processes has limited the current use of microfibres in food packaging.

Kevin Parker, Philip Demokritou and colleagues present a high-throughput fibre spinning system that enables the one-step synthesis and direct coating of antimicrobial fibres onto fresh foods without further treatment. The fibres are made of pullulan — a naturally occurring polysaccharide that is designated by the United States Food and Drug Administration as ‘generally regarded as safe’ — and naturally derived antimicrobial agents, such as thyme oil and citric acid. The authors demonstrate the scalability of the approach, which can produce fibres at a higher production rate (0.2 grams per minute) than popular electrospinning fibre-production techniques (0.01 grams per minute). The antimicrobial pullulan fibres were also found to be biodegradable in both liquid and soil environments, and when used to coat avocados resulted in reduced rotting, weight loss and discolouration, as compared with controls.

The authors suggest that the water-based synthesis process — along with the edible and washable nature of pullulan, and high-throughput fibre technology — presents a promising strategy to inexpensively package perishable food products.

doi: 10.1038/s43016-022-00523-w

「注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したプレスリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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