Razvoj bioaktivnih nanostrukturiranih vlaknatih membran za podaljšanje kakovosti svežega sadja

Pridelki, kot so sveže sadje in zelenjava, so po naravi pokvarljivi in dovzetni za gnitje zaradi okužb z glivami in bakterijami. Zaradi mehkih tkiv in pokvarljive narave so dovzetni tudi za mehanske poškodbe med ravnanjem in distribucijo po spravilu. Skladiščenje sadja vključuje fizikalne in kemijske spremembe, ki negativno vplivajo na kakovost sadja. Sposobnost industrije sadja zagotoviti "svež" sadež za potrošnika skozi vso leto, je močno odvisna od pogojev okolja skladiščenja in različnih kemičnih obdelav, izvedenih ob spravilu. Slaba skladišča in pomanjkanje primerne infrastrukture sta vzrok visokih izgub sadja po spravilu. Ocenjeno je, da se med 20 do 25% sadja in zelenjave po spravilu nikoli ne uporabi, temveč ga je potrebno zavreči. Bolezni, ki nastanejo med skladiščenjem in prevelike zaloge so glavni razlog, da velike količine sadja in zelenjave konča kot odpadek. To vodi ne le do znatnih izgub sadja in zelenjave, ki predstavljajo finančne izgube kmetov, embalažne industrije in distributerjev, ampak tudi do povečanja količin trdnih odpadkov z negativnim vplivom na okolje. Z vidika varnosti hrane lahko vplivajo na zdravje potrošnikov tudi uničeno sadje in zelenjava. Trenutne možne rešitve temeljijo na biološkem nadzoru in fizikalnih metodah, kot so obsevanje z visoko energijskimi elektroni, toplotne obdelave, shranjevanje v nadzorovanih in modificiranih atmosferah ali plinsko obdelovanje, dodatne kemijske obdelave npr. s fungicidi, baktericidi itd. Vendar pa se specifične obdelave lahko uporabljajo le za določene vrste pridelkov. Potrebno je oceniti pogoje kvarjenja in učinkovitost obstoječih metod glede na končno kakovost pridelka. Prav tako ni ustrezno obravnavana varnost tako obdelanega sadja in zelenjave. V zadnjem času se je povečalo prepoznavanje hlapnih organskih spojin (ang. volatile organic compounds (VOCs)), ki jih sintetizirajo rastline vključno z aldehidi, kot so acetaldehid, heksanal in benzaldehid; alkoholi, kot sta etanol in ocetna kislina, za katere je bilo ugotovljeno, da zavirajo rast rastlinskih patogenih mikroorganizmov, kar nakazuje, da bi te spojine lahko bile eden od pomembnih mehanizmov za biološki nadzor rastlinskih bolezni. Ključni cilj predlaganega projekta je razviti biološko razgradljive in bio-aktivne membrane za zaščito svežega sadja, prednostno jabolk, s pomočjo inovativne tehnologije emulzijskega elektropredenja in zagotoviti (i) zaščito pred plesnijo in bakterijami ter (ii) optimalno mikro-klimo za ohranjanje hranilnih vrednosti sadja med časom skladiščenja. Končni produkt bo elektropredena vlaknata membrana na nosilni papirni podlagi, tj. biorazgradljiva vlaknata podloga. Z ustreznim oblikovanjem elektropredene membrane bomo lahko ne le preprečili nenadzorovano sproščanje bioaktivnih spojin, temveč tudi omogočili sprožilni mehanizem, ki bo aktiviral njihovo sproščanje (npr. identifikacija in izraba določenih interakcij med membrano in njenimi okolijskimi parametri). V ta namen bomo enkapsulirali rastlinski encimski sistem (lipaze, lipoksigenaze in hidroperoksid liaze) s pripravo stabilnih emulzij esencialnih olj - lipidov (sončnično olje, ki vsebuje 60% linolne kisline kot vir heksanala in drugih bioaktivnih hlapnih spojin s protiglivnim in protibakterijskim delovanjem), v kombinaciji z biopolimernimi raztopinami - polisaharidi, ter elektropredli pri pogojih, ki bodo omogočali izdelavo protimikrobne nanovlaknate matrice z zadostnimi mehanskimi lastnosti (t.j. večplastne vlaknaste strukture). Učinkovitost novo razvitih nano-strukturiranih membran na zatiranje plesni in/ali bakterij in njihove zaščitne sposobnosti bodo testirane v realnih pogojih skladiščenja, kjer se bo odziv sadja posredno spremljal preko nastanka anaerobnih metabolitov in vsebine najpomembnejši aromatski spojina v opredeljenem časovnem obdobju.