Ученые разработали новый способ продлить срок годности растительной пищи. Для этого они предложили вводить сорванным растениям биоразлагаемые шелковые микроиглы, которые будут доставлять мелатонин — вещество, которое оказывает антиоксидантное действие, — прямо во внутренние ткани. Введенный с помощью микроигл мелатонин продлил срок годности китайской черешковой капусты на четыре дня при хранении в условиях комнатной температуры, и на 10 дней — при хранении в холодильнике. Работа опубликована в журнале Nano Letters.
Каждый день в мире люди выбрасывают более 1 миллиарда порций еды. Значительная часть из всего этого количества — просроченная еда, которая могла бы прокормить 1,6 миллиарда человек. Наиболее распространенный способ сохранения продуктов — это охлаждение в холодильниках, однако не во всех уголках планеты есть возможность использовать их.
Ученые решили исследовать воздействие мелатонина, введенного через микроиглы, на скоропортящееся растение бок-чой (китайскую черешковую капусту). Обычно во время сбора этого растения его отделяют от корневой системы, обнажая основание побега, где расположены сосудистые пучки. Чтобы проверить, что они способны распространять вещества по всему растению, ученые сначала с помощью микроигл ввели краситель.
После этого специалисты сравнили срок хранения у растений, которые не подвергались никакой обработке, и бок-чой, которые опрыскали или погрузили в мелатонин. Никакой разницы специалисты не обнаружили.
Тогда ученые вручную ввели микроиглы с мелатонином в нижнюю часть растений. У контрольных и обработанных растений исследователи отслеживали вес, внешний вид, концентрацию хлорофилла. Введенный с помощью микроигл мелатонин продлил срок годности овощей на четыре дня при хранении в условиях комнатной температуры (такие растения можно было хранить восемь дней) и на 10 дней — при хранении в холодильнике, то есть при 4°C (в таких условиях растения оставались пригодными к употреблению до 25 дней). Микроиглы сделаны из фиброина — белка, составляющего основу нитей шелка. Такие микроиглы нетоксичны и биоразлагаемы.
«Доза мелатонина, которую мы поставляем, настолько мала, что она полностью метаболизируется культурами, поэтому она не особо увеличит количество мелатонина, обычно присутствующего в пище», — рассказал Бенедетто Марелли из Массачусетского технологического института.
Проведя спектрофотометрический анализ, ученые пришли к выводу, что обработанные мелатонином с помощью микроигл растения имеют более высокую антиоксидантную активность. А анализ генов показал, что гормон запускает защитную цепную реакцию внутри растений, сохраняя хлорофилл. По сути мелатонин уменьшает стресс, которому подвергается растение после того, как его отделяют от корней. Это и продлевает срок его хранения.
Открытие позволит сохранить культуры в пути от ферм до рынков, что особенно важно для развивающихся стран Африки и Юго-Восточной Азии. При этом ученые отмечают, что для масштабного применения микроигл нужно использовать не ручной труд, а автоматизированный: например, с помощью автономных дронов или другого сельскохозяйственного оборудования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
