Как химики СПбГУ разрабатывают биоразлагаемую упаковку из остатков пищевых отходов

Расскажите о себе. Как вы пришли к этой разработке?

Мне 38 лет. Родилась в Майкопе (на юге России). Еще в школе увлеклась химией. В 10 классе переехала в Петербург. Через год заняла первое место в городской олимпиаде по фармацевтике. Поступила в СПбГУ на химический факультет, здесь же досрочно закончила аспирантуру. Прошла стажировку в группе нобелевского лауреата, химика Харольда Крото в государственном университете Флориды. Сейчас являюсь доктором химических наук, профессором кафедры аналитической химии СПбГУ.

В 2013 году поехала на конференцию в Индию. Там познакомилась с всемирно известным ученым Университета Махатма Ганди и потрясающим человеком Сабу Томасом. Мы с ним решили развивать направление «зеленой химии» (инновационные технологии производства), которое бы могло решить проблему с утилизацией пищевой упаковки или снизить вред от нее. Потом началась пандемия, и разработки пришлось отложить до лучших времен. В этом году мы собрали группу ученых из Индии (Университета Махатма Ганди), Бразилии (Федерального университета Уберландии и Федерального университета Триангуло Минейро), ЮАР (Совета по научным и промышленным исследованиям и Университета Лимпопо), СПбГУ и решили возродить эксперимент — и разработать «умную» пищевую упаковку. Выиграли грант на проведение научных исследований совместно с организациями стран БРИКС. 

В чем суть технологии?

Мы разрабатываем инновационное нанопокрытие — «умную» пленку для пищевых продуктов. В состав входят каррагинан из морских водорослей, крахмал аррорута из корневищ, наноцеллюлоза из листьев ананаса и экстракт цветка (какого именно — мы пока держим в секрете!). Получаем компоненты из остатков пищевых отходов, поэтому материал экологичный и биоразлагаемый. Покрытие можно использовать как антивирусный или антибактериальный слой для продуктов или медицинских предметов или как защитную пленку для хранения еды.

Насколько безопасна такая пленка для человека?

Наш материал нетоксичен, неканцерогенен и съедобен. Все его составляющие встречаются в природе и даже в составе разных продуктов. Например, каррагинан является альтернативой желатина растительного происхождения, это известная пищевая добавка E407, ее в мясо могут добавлять. Продукты, содержащие каррагиан, используют даже в детском питании. Аррорут применяют для приготовления соусов, желейных десертов и в выпечке как загуститель. Целлюлоза — самый распространенный органический продукт. Деревья состоят на 40–50% из целлюлозы, стебли травяных растений на 30–40%. Это основной укрепляющий компонент растительных клеток и самое извлекаемое сырье из растений и древесины.

Чем отличается ваш материал от других экологичных упаковок?

Покрытие имеет индикатор срока годности продукта и не пропускает вредоносные бактерии. В пленку мы добавляем экстракт цветка, который является противомикробным и pH-чувствительным агентом. Так материал не пропускает воздух и задерживает воду, соответственно, и окисление не происходит так быстро. Но со временем продукт в этой пленке постепенно начнет гнить, pH среды меняется, и упаковка приобретает другой цвет, что сигнализирует о несъедобности продукта. Подобной технологии в мире еще нет!

Что сейчас происходит с проектом?

В ноябре вместе с коллегами из Индии сделаем экспериментальные примеры материала, подкорректируем состав. Уже в конце декабря в нашей лаборатории можно увидеть первые образцы дисперсии, из которой впоследствии будет приготовлена пищевая упаковка. Через два года представим данные: за сколько разлагается материал в воде, компосте и почве, финальную стоимость продукта (но уже сейчас можно утверждать, что она будет намного лучше, чем существующие аналоги на мировом рынке).