Entwicklung einer Beschichtung für krankheitsfreie Produkte
Dr. Mustafa Akbulut, Professor für Chemieingenieurwesen, hat sich mit dem Professor für Gartenbauwissenschaften Luis Cisneros-Zevallos zusammengetan, um länger haltbare, bakterienfreie Produkte zu entwickeln.
Viele Obst- und Gemüsesorten haben bereits eine Schicht aus lebensmittelechtem Wachs, die aus kosmetischen Gründen und zur Vermeidung von Wasserverlusten aufgetragen wird.
Texas A&M University Engineering
Laut Akbuluts aktueller Veröffentlichung in der Zeitschrift Current Research in Food Science gehen auf dem weltweiten Obst- und Gemüsemarkt über 50 % der landwirtschaftlichen Obstproduktion in den verschiedenen Phasen der Verarbeitung und Nacherntebehandlung verloren.
Viele Obst- und Gemüsesorten sind bereits mit einer Schicht aus lebensmittelechtem Wachs versehen, die aus kosmetischen Gründen und zur Vermeidung von Wasserverlusten aufgetragen wird. Akbuluts Forschung kombiniert dieses Wachs mit nanoverkapseltem ätherischem Zimtrindenöl in Proteinträgern, um sie mit antibakteriellen Eigenschaften zu versehen.
"Wir leben in einem Zeitalter, in dem die Technologie so weit fortgeschritten ist", sagte Akbulut. "Die Lebensmittelindustrie hat jedoch nicht mit diesen Fortschritten Schritt gehalten, und es gibt ständig Probleme mit der Lebensmittelsicherheit. Nachrichten über lebensmittelbedingte Krankheiten und Ausbrüche, bei denen Hunderte von Menschen aufgrund von unhygienischen Lebensmitteln erkrankt sind, erscheinen häufig auf nationaler Ebene".
Die Wachsbeschichtungstechnologie von Akbulut erhöht die Sicherheit von Frischwaren und bietet einen verbesserten Schutz gegen Bakterien und Pilze. Diese zusammengesetzte Beschichtung bietet sowohl eine sofortige als auch eine verzögerte antibakterielle Wirkung, heißt es in dem Artikel.
Lebensmittelbedingte Krankheitserreger sind besonders problematisch für Obst und Gemüse, das roh verzehrt oder nur geringfügig verarbeitet wird, da es keine hohen Temperaturen gibt, die sie inaktivieren könnten.
Die Entwicklung dieser Beschichtung ermöglicht ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Wachs und unerwünschten Mikroorganismen, so Cisneros-Zevallos.
Potenzieller Einsatz in der Industrie
"Ich glaube, dass diese Wachsbeschichtungen einen großen Einfluss auf die Industrie haben werden, denn die Industrie sucht nach neuen Technologien", so Cisneros-Zevallos. "Dies ist eines der Werkzeuge, die wir entwickeln, das der Industrie helfen könnte, die Herausforderungen im Kampf gegen Krankheitserreger und Verderbniserreger zu meistern.
Nanoverkapseltes ätherisches Öl macht es Bakterien schwerer, sich an Obst und Gemüse anzulagern und zu überleben. Die verzögerte Freisetzung des ätherischen Öls erhöht die Halbwertszeit der Wirkstoffe und des Produkts im Vergleich zu seinen unverkapselten Gegenstücken, heißt es in dem Artikel.
"Wenn Bakterien mit ätherischem Öl in Berührung kommen, kann es die Bakterienwand aufbrechen", sagte Akbulut. "Diese Technologie wird uns im Grunde dabei helfen, die Bakterien und Pilze zu inaktivieren, um die Haltbarkeit zu verlängern".
Der Doktorand Yashwanth Arcot führte Experimente durch, um die Forschung zu unterstützen.
"Diese Beschichtung hemmt auch die Anhaftung von Pilzen", so Arcot. "Wir haben dieses System gegen Aspergillus getestet, einen Pilz, der für den Verderb von Lebensmitteln und den Ausbruch von Lungeninfektionen beim Menschen verantwortlich ist. Es ist uns gelungen, sein Wachstum auf den Hybridbeschichtungen zu verhindern".
Laut Arcot ist dies die erste Entwicklung von Hybridtechnologien zur Abtötung von Bakterien und Pilzen unter Verwendung von in Lebensmittelwachsen nanoverkapselten ätherischen Ölen.
Bei den zur Herstellung dieses Hybridwachses verwendeten Chemikalien handelt es sich um antibakterielle Wirkstoffe, die von der FDA zugelassen sind.
"Diese hybriden Wachsbeschichtungen sind leicht skalierbar und können in der lebensmittelverarbeitenden Industrie eingesetzt werden", so Arcot.
Zu den weiteren Mitwirkenden an der Forschung gehören Dr. Matthew Taylor vom Department of Food Science and Technology, Dr. Younjin Min von der University of California, Riverside, und Dr. Alejandro Castillo vom Department of Food Science and Technology.
Diese Forschungsarbeit wurde teilweise durch das Food Manufacturing Technologies Program des Landwirtschaftsministeriums der Vereinigten Staaten (USDA) finanziert. Weitere Mittel stammen vom USDA National Institute of Food and Agriculture - Specialty Crop Research Initiative.
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Originalveröffentlichung
Yashwanth Arcot, Minchen Mu, Yu-Ting Lin, William DeFlorio, Haris Jebrini, Angela Parry-Hanson Kunadu, Yagmur Yegin, Younjin Min, Alejandro Castillo, Luis Cisneros-Zevallos, Thomas M. Taylor, Mustafa E.S. Akbulut; "Edible nano-encapsulated cinnamon essential oil hybrid wax coatings for enhancing apple safety against food borne pathogens"; Current Research in Food Science, Volume 8
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