Forskere har designet ler, der kan forhindre frugt og grønt i at rådne for hurtigt

Avocadoer fra Chile, bananer fra Costa Rica, tomater fra Sydspanien, mangoer fra Brasilien. En stor del af de frugter og grøntsager, vi spiser, har rejst tværs over kloden, før de når butikshylderne herhjemme. Men mange millioner ton går hvert år tabt, før de når så langt.

En af hovedårsagerne er ethylen – en naturlig gas, som mange frugter og grøntsager producerer, og som styrer deres modning. Når frugter og grøntsager er indespærret i lukket emballage eller containere under transport og opbevaring, stiger koncentrationen af ethylen i luften, og det accelererer modningsprocessen. Derfor når en stor del af lasten af rådne, inden den når frem til slutmålet.

Ler kan være løsningen

Nu viser ny forskning anført af Københavns Universitet, at helt almindeligt ler formentlig kan være en del af løsningen.

”Ler er et interessant materiale, fordi det er naturligt, billigt, ugiftigt og findes overalt - og vi kan optage det sikkert i kroppen. Vores tanke var: Kan vi bruge kemi og fysik til at modificere ler, så det indfanger gassen og dermed bremser modningsprocessen? Det er vi lykkedes med,” siger lektor Heloisa Bordallo fra Niels Bohr Institutet, som har ledet det nye studie.

Først prøvede forskerne at opfange gassen med leret i dets naturlige form. Her blev der opfanget en lille smule. Ved at øge hulrummene i lerets struktur med en mild kemisk behandling gjorde forskerne plads til, at leret kunne indfange mere gas, men uden at gassen røg ud igen. Samtidig forblev materialet ugiftigt.

Det er ikke før lykkedes forskere at få ler til at optage så store mængder ethylen. Derfor tror de, at konceptet har potentiale til at blive brugt i fødevareemballage.

”Nu kender vi den fundamentale fysik og kemi i den proces, der påvirker lerets evne til at optage og holde på ethylen. Det gjorde vi ikke før. Så nu kan vi kontrollere og optimere processen, hvilket er nødvendigt for, at den kan anvendes i industrien,” siger Karina Kovalchuk, der er førsteforfatter til studiet og en del af Heloisa Bordallos forskningsgruppe på Lawrence Berkeley National Laboratory.

Gasfjerner i fødevareemballage

Ifølge forskerne giver forskningsresultaterne en slags designmanual til, hvordan man kan udvikle bæredygtige materialer til fødevareemballage, der tackler problemet med ethylen.

”Vi forestiller os små poser eller puder med ler i pulverform, som kan ligge sammen med frugt og grønt under transporten og suge ethylen til sig – på samme måde som de fugtabsorberende silica-poser, der ofte følger med i emballagen, når man køber fx sko og elektronik,” siger Karina Kovalchuk.

Lige nu arbejder forskergruppen videre med at optimere den kemiske proces, så de rammer den helt rigtige balance mellem effekt og miljøvenlighed. Samtidig undersøger de, om de kan få leret til at indfange endnu mere ethylen og holde på det i endnu længere tid. Dernæst skal ler-materialet testes i fødevareemballage og forhåbentlig derefter kan konceptet komme på markedet.  

To gode formål

Det nye materiale har ikke alene potentiale til at reducere madspild. En anden konsekvens af ethylen-problemet og de lange transporter er nemlig, at frugter ofte ikke udvikler deres fulde smag. Meget frugt høstes før tid for netop at undgå, at de rådner undervejs. Men mange processer i frugten er dermed ikke færdigudviklede og kan ikke ’indhentes’ fuldt ud senere, selv hvis frugten modnes med ethylen under transport. Og det går ud over smag og aroma.

”Hvis vi formår at løse problemet med ethylen, tjener det to gode formål. Først og fremmest kan vi mindske det globale problem med madspild. Samtidig kan det gøre det muligt at høste frugt senere i modningsprocessen, så forbrugerne får frugt, der smager som det skal,” slutter Heloisa Bordallo.

Selvom studiet fokuserer på ethylen og fødevarer, peger forskerne på, at forskningsresultaterne også kan få betydning inden for andre teknologier, hvor materialer skal opsamle bestemte gasser.

*

DET VISER STUDIET

• Ethylen er en naturlig plantegas, som mange frugter og grøntsager udskiller, og som styrer deres modning.
• Når ethylen-gas ophobes under transport og opbevaring, kan det forkorte holdbarheden af frugt og grønt betydeligt.
• I studiet har forskerne brugt lermineralet Montmorillonit, som er udbredt, ugiftigt og naturligt forekommende.
• Til at undersøge, hvordan gassen bevæger sig i ler-materialet brugte forskerne avancerede målemetoder med neutroner og røntgenlys samt termiske analyser, hvor materialet varmes op og dets reaktion måles.
• Studiet viser, at kemisk modificeret ler både kan øge optagelsen og fastholdelsen af ethylen.

OM STUDIET

• Den videnskabelige artikel om studiet er publiceret i tidsskriftet Applied Surface Science Advances.
• Følgende forskere har bidraget: Karina Kovalchuk og Leander Michels fra Lawrence Berkeley National Laborator, USA; Will Gates fra Deakin University, Australien; Murillo Martins fra Oak Ridge National Laboratory, USA, G. W. Greene fra La Trobe University, Australien samt Heloisa Bordallo fra Københavns Universitet.
• Forskningen er støttet af Laboratory Directed Research and Development (LDRD) Program på Lawrence Berkeley National Laboratory og Carlsbergfondet.