Мясо на прилавке может выглядеть совершенно свежим, даже если внутри упаковки активно размножаются бактерии. Ученые нашли способ решения этой проблемы: упаковка будет сигнализировать о порче продукта, меняя цвет по мере его старения.
Свежесть имеет свою «химическую подпись». Свежее мясо отличается слабокислой реакцией, но по мере размножения бактерий они начинают разрушать белки и выделяют щелочные соединения. Уровень pH мяса постепенно возрастает, и этот процесс происходит задолго до появления видимых признаков порчи. Специалисты Университета Кюсю в Японии воспользовались этой особенностью, добавив в упаковочную пленку натуральные растительные пигменты — антоцианы, полученные из фиолетового батата. Эти же вещества придают цвет краснокочанной капусте и различным ягодам.
Антоцианы реагируют на изменение кислотности: при увеличении pH они меняют окраску от пурпурно-красного до желто-зеленого. Это изменение легко заметить невооруженным глазом, а естественное происхождение делает пигменты безопасными для контакта с пищей. Однако существует проблема: свет и тепло могут легко разрушать антоцианы, вызывая ложные «срабатывания» упаковки.
«Меня заинтересовали металл-органические каркасы благодаря их уникальным пористым структурам, и мне стало интересно, можно ли использовать их для чего-то более близкого к повседневной жизни, например, для хранения продуктов», — делится ведущий автор исследования Сируи Янь. Команда применила металл-органический каркас UiO66-NH₂, обладающий термической и химической стабильностью. Молекулы антоцианов присоединяются к его поверхности через химические связи, оставаясь защищенными от кислорода, света и тепла, но при этом сохраняя чувствительность к pH продукта.
В экспериментах с свининой защищенный пигмент стабильно реагировал на порчу: по мере накопления щелочных газов материал постепенно менял цвет от пурпурно-красного до желто-зеленого.
Ученые интегрировали этот комплекс в гидрогель, создав мягкую формуемую биоразлагаемую пленку, которая в основном состоит из растительных компонентов. Помимо контроля свежести, материал продлил срок хранения свинины примерно на 12 часов.
