取代塑料！哈佛科学家开发杀菌、可降解的全新食物涂层

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▎药明康德内容团队编辑

想象有这样一种食品保鲜膜：不仅能保鲜、延长食物保存时间，还自带杀菌功能，运输途中甚至可以保护食物不被磕伤；这种保鲜膜的清理同样方便：用水一冲就能溶解，不会像塑料那样造成环境污染……

听上去不可思议，但哈佛大学的科学家已经造出了这种神奇的食品包装涂层。在一项发表于《自然·食品》的研究中，作者展示了如何利用天然材料实现食品包装的革命。

目前的塑料食品包装需要消耗大量石油，并且难以降解。因此，研究团队希望开发出一款更具可持续性、可降解并且无毒性的替代材料。这项研究的领导者Philip Demokritou教授说：“同时我们也在问自己，我们能不能设计出能延长生鲜食品销售时间、减少食物浪费并且提升食品安全的新型包装。”

这款新型材料的主体成分，是由普鲁兰多糖——一种由微生物天然发酵形成的多糖——构成的纤维结构。这种多糖被FDA认定为“通常被认为是安全的”（GRAS）成分。此外，纤维结构中还添加了天然抗菌成分，包括百里香精油、柠檬酸和乳酸链球菌肽。

相比于现有的抗菌食品膜，纤维结构材料的表面积/体积比更高，因此携带的抗菌成分可以更高效地发挥作用，以更低的成本解决病原体污染食品的问题。

为了让材料附着在食物表面，研究团队开发出一套高通量的喷涂设备：以水为溶剂，直接喷涂至新鲜食物的表面，形成纤维保护层。

▲这套设备能将涂层均匀喷涂至食品表面（图片来源：参考资料[1]）

尽管看起来只是涂了一层膜，但这层材料足够结实，可以避免运输途中的磕伤；同时，材料包含的抗菌成分可以抵御大肠杆菌、李斯特菌等常见病原体。

以牛油果为例，研究团队检验了这种材料的效果。牛油果在运输途中仍会持续成熟，并且可能腐烂，因此有利于看清食品的保存情况。

经过2~4分钟的喷涂，牛油果被纤维涂层包裹。这时，牛油果的可销售时间延长了50%。相比于对照组，它们的腐烂比例更低、菌群数量与质量损失更少。而去除这层材料也很容易，只要水洗20秒就可以冲去，在土壤中仅需3天也可以降解。

▲对照实验展示了涂层良好的保鲜效果（图片来源：参考资料[1]）

Demokritou教授道：“我们提出的是一项可规模化的技术，它可以让我们将生物聚合物转变为能够直接包裹食物的纤维。这将成为新一代更智能、绿色的食品包装。”此外，研究团队还通过实验展示了大规模生产这款材料的潜力。

Demokritou教授说：“在过去五六十年间，我们已经向环境排放了600万吨塑料垃圾。它们的降解十分缓慢，而降解产生的微小颗粒也会随着饮用水、食物甚至是空气进入我们体内。”而研究团队制造的智能纤维材料能消除菌株，确保食物的安全。这款全新设计的材料，或许将改变现有的食物存储模式，引领下一场革命。

参考资料：

[1]Huibin Chang et al., High-throughput coating with biodegradable antimicrobial pullulan fibres extends shelf life and reduces weight loss in an avocado model. Nature Food (2022) DOI: 10.1038/s43016-022-00519-6

[2] Rutgers & Harvard scientists develop antimicrobial, plant-based food wrap designed to replace plastic. Retrieved June 20th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/956024

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