2021 Create the Futureコンテスト持続可能技術部門優勝：多機能バイオナノコンポジット果実コーティング

多機能バイオナノコンポジット果実コーティング

シルビア・ジュン、ナンシー・クイ、ニートゥ・ポッタッカル、プリケル・M・アヤン、ムハマド・M・ラーマン　ライス大学、ヒューストン、テキサス州

HPワークステーション受賞

飢餓と慢性栄養不良が世界で8億人以上に影響し、世界生産食品の3分の1が廃棄されています。これは生鮮食品で特に顕著で、栽培作物のほぼ40〜50%が廃棄。この廃棄を削減することは莫大な潜在力を持ち、わずか15%減でも2,500万人分の食料供給が可能になります。

従来ワックスコーティングの課題

商業技術では、易腐性生鮮品保存の最も一般的方法はワックス掛け――脂肪酸ベース防腐剤による人工コーティング。しかし洗浄不能と潜在的有毒化合物の存在が、人体と環境への悪影響リスクをもたらします。

タンパク質ベースナノコンポジットコーティングのソリューション

ここで説明するソリューションは、入手容易な安価または廃棄バイオ材料からなる多機能・タンパク質ベース・密着性ナノコンポジットコーティング。材料柔軟性、食用性、洗浄可能、有効性、生分解性、外観など、複数の保存要件を満たす特性の組み合わせを提供します。

コーティングは主に、卵白由来のポリ(アルブミン)タンパク質と木材パルプ由来のセルロースナノクリスタル、様々な生体適合性修飾剤で構成。合成は卵白タンパク質、卵黄、グリセロールの組み合わせで強力な食用フィルムを形成することから開始。クルクミン添加で抗菌・抗酸化特性が向上し、微生物増殖を抑制、微小環境での最適ガス交換を可能にし、酸素減少と二酸化炭素増加で鮮度維持。セルロースナノクリスタルが水とガス透過性をさらに低減。

保存効果と実用性

保存試験では、購入後8〜11日で非コーティング果実すべてが酵素的褐変と腐敗を示したのに対し、コーティングサンプルは1週間以上外観と硬さを維持。インビトロ試験でコーティングの食用性を確認。ワックスコーティングと異なり、本コーティングは容易に洗浄可能で光沢ある外観を提供。処理容易性により低コスト大量生産の高い潜在力。

この発明は、2025年までに6億7,900万ドルに達すると推定される食用包装市場の潜在力を獲得可能。有機生鮮品の17〜65%プレミアムコストを緩和し、健康志向消費者に手頃な代替案を提供する可能性があります。

詳細情報はこちら。

チームリーダー研究者へのTech Briefs Web独占Q&Aをお読みください。