Учёные создали биоразлагаемую упаковку из отходов виноградной лозы

Исследователи получили экологичные плёнки из целлюлозы виноградной лозы, которые прочнее пластиковых пакетов и полностью разлагаются за 17 дней. Фото: Shutterstock

Потребность в биоразлагаемых упаковочных материалах сегодня как никогда высока.

Сейчас большинство упаковки является «одноразовой» и производится из пластика, получаемого из невозобновляемых источников, таких как сырая нефть. Такой пластик разлагается в окружающей среде сотни лет. При этом перерабатывается лишь 9% пластиковых отходов. Это привело к образованию огромных плавучих мусорных островов в океане, таких как «Большое тихоокеанское мусорное пятно».

Ещё более тревожным стало обнаружение микро- и нанопластика в окружающей среде. Исследования показали, что пластик распадается на мельчайшие частицы, которые попадают в организмы людей и животных. Эти частицы находят буквально повсюду, включая человеческое тело. При этом долгосрочное влияние микропластика на здоровье до сих пор мало изучено.

Сринивас Джанасвами, доцент кафедры молочной и пищевой науки Университета Южной Дакоты, занимается разработкой ценных продуктов из биологических отходов и сельскохозяйственных побочных продуктов. Одна из главных целей его исследований — решение проблемы пластиковых отходов.

«Моя мечта — создать пакет, который будет разлагаться в природе», — говорит Джанасвами.

Ключевой компонент в работе учёного — целлюлоза. Этот биополимер является самым распространённым органическим веществом на Земле и содержится в основном в клеточных стенках растений. Благодаря прочным водородным связям и цепочкам молекул глюкозы, целлюлоза придаёт растениям структурную прочность наряду с другими биополимерами, такими как маннан, ксилоза, гемицеллюлоза и лигнин.

В предыдущих исследованиях Джанасвами извлекал целлюлозу из сельскохозяйственных продуктов, таких как кожура авокадо, соевая шелуха, люцерна, просо прутьевидное, кофейная гуща, кукурузные початки и банановая кожура. Из полученной целлюлозы он создавал плёнки, похожие на традиционную пластиковую упаковку.

После выступления Джанасвами с докладом «Сельскохозяйственная биомасса — святой Грааль для решения проблемы пластика» к нему обратилась Энн Феннелл, профессор кафедры агрономии, садоводства и растениеводства. Она предложила использовать виноградную лозу — богатый целлюлозой материал, который обычно остаётся невостребованным после сбора урожая.

«Каждый год мы обрезаем большую часть биомассы с виноградной лозы, — объясняет Феннелл. — Обрезанные побеги либо измельчают и возвращают в почву, либо сжигают. Но почему бы не использовать их для создания ценных плёнок?»

Результаты совместной работы впечатляют. Как сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Sustainable Food Technology, плёнки из виноградной лозы прозрачны, прочны и полностью разлагаются в почве за 17 дней, не оставляя вредных остатков.

«Высокая прозрачность упаковочных плёнок улучшает видимость продукта, делая его более привлекательным для потребителей, — отмечает Джанасвами. — Эти плёнки демонстрируют выдающийся потенциал для применения в пищевой упаковке».

Испытания показали, что плёнки из виноградной лозы даже прочнее обычных пластиковых пакетов по показателям растяжения. Это исследование приближает учёных к созданию экологичной альтернативы пластику, которая поможет решить глобальную проблему загрязнения окружающей среды.

Финансирование проекта осуществлялось за счёт грантов Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США и Национального научного фонда.

Источники: sciencedaily.com, South Dakota State University