Учёные нашли замену полиэтилену: отходы виноградарства становятся биоразлагаемой плёнкой
Новое исследование Университета штата Южная Дакота (SDSU, США) показало, что виноградные лозы — древесные побеги, ежегодно удаляемые при обрезке виноградников, могут стать сырьём для создания биоразлагаемых плёнок, способных заменить традиционный пластик и помочь в решении глобальной проблемы пластиковых отходов, пишет EastFruit.
Глобальная тенденция: как отходы превращаются в ценность
Этот проект вписывается в более широкий мировой тренд, где аграрные отходы становятся сырьём для экологичных материалов.
«Сегодня мы видим множество прорывов в разных странах: индийские исследователи создают биоразлагаемые плёнки из апельсиновой кожуры; в Ченнаи специалисты IIT разрабатывают компостируемые материалы на основе аграрных отходов и грибного мицелия; в Австралии университеты тестируют биопластик для упаковки ягод на основе ПГА и древесных волокон; в Европе и других регионах фрукты и овощи используются для создания антиоксидантных и антимикробных плёнок, которые продлевают срок хранения продуктов. Целлюлоза из виноградной лозы — ещё одно мощное дополнение к этому мировому набору решений, показывающее, как отходы садоводства могут превратиться из проблемы утилизации в источник добавленной стоимости и элемент циркулярной биоэкономики», — отмечает Катерина Зверева, директор по развитию Украинской плодоовощной ассоциации, эксперт в области агромаркетинга и устойчивого развития сельского хозяйства.
Кризис пластиковых отходов и поиск альтернатив
Мировая зависимость от пластика, особенно в сегменте одноразовой упаковки, продолжает приводить к катастрофическим экологическим последствиям. Большая часть традиционного пластика производится из нефти, разлагается сотни лет и практически не перерабатывается: лишь около 9% утилизируется повторно. Остальное попадает на свалки и в океаны, формируя, в частности, так называемое «Большое тихоокеанское мусорное пятно».
Ещё более тревожным стало обнаружение микро- и нанопластика в окружающей среде и в организме человека. Эти частицы попадают в пищу, воду и воздух, однако их долгосрочное влияние на здоровье до сих пор мало изучено.
По словам исследователя Шриниваса Джанасвами, доцента кафедры молочной и пищевой науки South Dakota State University (SDSU), одним из крупнейших источников пластиковых отходов в США остаются полиэтиленовые пакеты. Главная цель исследования — создать аналог такого пакета, который будет прочным и в то же время быстро разлагаться в почве без вреда для экосистем.
Читайте также: Без пластика: инновационную упаковку для фруктов и картофеля представил польский производитель
Целлюлоза из виноградной лозы
В основе исследований — целлюлоза, самый распространённый органический полимер на Земле, придающий растениям прочность. Джанасвами ранее извлекал целлюлозу из различных агропобочных продуктов — кожуры авокадо, кофейной гущи, кукурузных початков и даже банановой кожуры. На их основе он создавал биоплёнки, по свойствам напоминающие пластиковую упаковку.
Прорыв произошёл после того, как профессор агрономии и виноградарства Анна Феннелл предложила использовать виноградные побеги. Каждый год при обрезке виноградников образуются тонны древесного материала, богатого целлюлозой и обладающего низким содержанием влаги, что делает его особенно удобным сырьём. Обычно такие побеги сжигают, измельчают или используют в компосте, хотя исследования в Австралии показали, что их частичное удаление не наносит ущерба почве.
Прочнее пластика и разлагается за 17 дней
Вместе с аспирантами Сандипом Пауделом и Суми Регми, а также исследователем Университета Пердью Саджалом Бхаттараи, Джанасвами извлёк целлюлозу из виноградных побегов демо-виноградника SDSU и изготовил прозрачную прочную плёнку.
По данным, опубликованным в журнале Sustainable Food Technology, полученные материалы оказались прочнее традиционных пластиковых пакетов и полностью разлагались в почве всего за 17 дней, не оставляя вредных следов. Высокая прозрачность делает их особенно перспективными для пищевой упаковки, позволяя покупателям видеть продукт без вскрытия.
На пути к «зелёной» биоэкономике
Таким образом, виноградники могут превратить малоценный побочный продукт в ресурс для устойчивой упаковки, а сама технология — сократить зависимость от пластика на нефтяной основе.
«Использование недооценённых виноградных побегов для производства упаковочных материалов решает сразу две задачи: помогает управлять отходами в виноградарстве и одновременно вносит вклад в решение глобальной проблемы пластикового загрязнения», — отмечает Джанасвами.
Исследование поддержано финансированием Национального института продовольствия и сельского хозяйства США и Национального научного фонда США.
Несмотря на то что до массового внедрения технологии ещё далеко, учёный считает её важным шагом к своей мечте — созданию пакета, который будет напоминать привычный полиэтиленовый, но при этом безопасно исчезать в природе.
