Bakterienresistente Beschichtung für Frischprodukte entwickeln

Texas A&M University, Houston, TX

Viele Früchte und Gemüse haben bereits eine Schicht lebensmittelechten Wachses, die aus kosmetischen Gründen und zur Verhinderung von Wasserverlust aufgetragen wird. Diese Methode kombiniert solches Wachs mit nano-verkapseltem Zimtrinden-Ätherischem Öl in Proteintragern, um sie mit antibakteriellen Eigenschaften zu erweitern. (Bild: Texas A&M University Engineering)

Dr. Mustafa Akbulut, Professor für Chemisches Engineering, hat sich mit Horticultural Science Professor Luis Cisneros-Zevallos zusammengetan, um länger haltbare, bakterienfreie Produkte zu engineerieren.

Laut Akbuluts jüngster Veröffentlichung in Current Research in Food Science verliert der globale Obst- und Gemüsemarkt über 50 % der landwirtschaftlichen Obstproduktion während verschiedener Phasen der Produkthandhabung und Nacherntebehandlungen.

Viele Früchte und Gemüse haben bereits eine Schicht lebensmittelechten Wachses, die aus kosmetischen Gründen und zur Verhinderung von Wasserverlust aufgetragen wird. Akbuluts Forschung kombiniert solches Wachs mit nano-verkapseltem Zimtrinden-Ätherischem Öl in Proteintragern, um sie mit antibakteriellen Eigenschaften zu erweitern.

„Wir leben in einem Zeitalter, in dem Technologie so weit fortgeschritten ist“, sagte Akbulut. „Jedoch hat die Lebensmittelindustrie nicht mit diesen Fortschritten Schritt gehalten, und es gibt kontinuierliche Probleme mit Lebensmittelsicherheit. Nachrichten über lebensmittelbedingte Krankheiten und Ausbrüche, die Hunderte von Menschen durch unhygienisches Essen krank machen, erscheinen häufig auf nationaler Ebene.“

Akbuluts Wachsbeschichtungstechnologie stärkt die Sicherheit von Frischprodukten und bietet verbesserten Schutz gegen Bakterien und Pilze. Diese Kompositbeschichtung bietet sowohl sofortige als auch verzögerte antibakterielle Effekte.

Lebensmittelbedingte Erreger sind besonders problematisch für Früchte und Gemüse, die roh oder minimal verarbeitet konsumiert werden, aufgrund des Fehlens hoher Temperaturen, die sie inaktivieren können.

Die Entwicklung dieser Beschichtung gibt ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Wachs und unerwünschten Mikroorganismen, sagte Cisneros-Zevallos.

„Ich denke, die Auswirkung, die diese Wachsbeschichtungen auf die Industrie haben werden, ist sehr groß, weil die Industrie nach neuen Technologien sucht“, sagte Cisneros-Zevallos. „Dies ist eines jener Werkzeuge, die wir entwickeln, die der Industrie tatsächlich helfen könnten, diese Herausforderungen gegen menschliche Pathogene und Verderbnisorganismen zu bewältigen.“

Nano-verkapseltes ätherisches Öl macht es Bakterien schwerer, sich an Früchten oder Gemüse anzulagern und zu überleben. Die verzögerte Freisetzung des ätherischen Öls erhöht die Halbwertszeit der aktiven Inhaltsstoffe und der Produkte im Vergleich zu ihren unverkapselten Gegenstücken.

„Wenn Bakterien ätherischem Öl ausgesetzt sind, kann es die bakterielle Zellwand aufbrechen“, sagte Akbulut. „Diese Technologie wird uns im Grunde helfen, Bakterien und Pilze zu inaktivieren, um die Haltbarkeit zu verlängern.“

Doktorand Yashwanth Arcot führte Experimente zur Unterstützung der Forschung durch.

„Diese Beschichtung hemmte auch die Pilzanhaftung“, sagte Arcot. „Wir haben dieses System gegen Aspergillus getestet, einen Pilz, der für den Verderb von Lebensmittelrohstoffen und den Ausbruch von Lungeninfektionen beim Menschen verantwortlich ist. Wir waren erfolgreich, sein Wachstum auf den Hybridbeschichtungen zu verhindern.“

Arcot sagte, dies sei die erste Entwicklung hybrider Technologien zur Abtötung von Bakterien und Pilzen mit nano-verkapseltem ätherischem Öl in Lebensmittelwachsen.

Die Chemikalien zur Herstellung dieses Hybridwachses sind antibakterielle Mittel, die FDA-zugelassen sind. „Diese Hybridwachsbeschichtungen sind leicht skalierbar und können in Lebensmittelverarbeitungsindustrien implementiert werden“, sagte Arcot.

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