Исследователи Университета Кюсю (Япония) разработали интеллектуальную упаковочную плёнку, которая меняет цвет и начинает светиться под воздействием ультрафиолетового излучения по мере потери мясом свежести. Технологию испытали на охлажденной баранине. Материал реагирует на химические соединения, выделяющиеся в процессе порчи продукта, позволяя контролировать изменения его качества двумя способами. Результаты исследования опубликованы 1 ноября 2026 года в научном журнале Chemical Engineering Journal.

Традиционная пищевая упаковка предназначена главным образом для защиты продуктов от внешних воздействий и порчи, однако обычно не предоставляет потребителям дополнительной информации об их качестве. Между тем некоторые компоненты упаковочных материалов могут выполнять функцию индикаторов свежести и сигнализировать об изменениях состояния продукта.

Например, антоцианы — природные растительные пигменты — меняют окраску в зависимости от уровня кислотности среды. Благодаря этому их можно использовать для выявления химических изменений, сопровождающих порчу пищевых продуктов. Однако на ранних стадиях такие изменения цвета могут быть малозаметными и зависеть от условий освещения.

Исследовательская группа под руководством профессора Фумихико Танаки и доцента Фумины Танаки с сельскохозяйственного факультета Университета Кюсю поставила задачу разработать более надежный и чувствительный способ мониторинга свежести продуктов в режиме реального времени. В работе также участвовали специалисты Нанкинского сельскохозяйственного университета (Китай), Гентского университета (Бельгия) и Университета Нгуен Тат Тхань (Вьетнам).

«Мы хотели объединить изменение цвета и флуоресценцию, чтобы признаки порчи продуктов было легче распознавать. Цвет дает простую визуальную индикацию, а флуоресценция под ультрафиолетом обеспечивает более отчетливый сигнал, когда различия в окраске трудно заметить», — пояснил первый автор исследования, научный сотрудник Университета Кюсю Сюруй Янь.

Основой новой плёнки стал казеин — белок, содержащийся в молоке. Для придания материалу чувствительности к признакам порчи исследователи добавили антоцианы, извлеченные из оболочек семян черных соевых бобов. Эти природные пигменты меняют цвет в зависимости от кислотности среды. Обработка пиридином позволила дополнительно придать им флуоресцентные свойства.

Затем модифицированные пигменты объединили с цеолитным имидазолатным каркасом ZIF-67 — пористым металлоорганическим материалом, — после чего включили полученную композицию в казеиновую плёнку.

Исследователи испытали три варианта материала с постепенно увеличивающимся содержанием ZIF-67, чтобы оценить их способность отслеживать свежесть и одновременно способствовать сохранению охлажденной баранины. Наилучший баланс между чувствительностью, защитными свойствами и расходом компонентов показал второй вариант, получивший обозначение Z2.

По сравнению с плёнками на основе одного казеина разработанные материалы также продемонстрировали повышенную водостойкость, антиоксидантную и антибактериальную активность.

По мере порчи баранины выделяются аммиак и другие летучие соединения, которые вызывают реакцию упаковочного материала. Оптимизированная плёнка Z2 демонстрировала отчетливую флуоресценцию примерно с шестого дня хранения при облучении ультрафиолетом с длиной волны 365 нанометров. При обычном освещении в процессе хранения также постепенно менялась окраска материала. Таким образом, разработка обеспечивает два независимых визуальных сигнала, позволяющих отслеживать изменение свежести мяса.

Дополнительные испытания показали, что плёнки существенно разрушаются и теряют массу при захоронении в почве и воздействии морской воды. Это указывает на перспективность разработки для создания упаковочных материалов, оставляющих меньше трудноразлагаемых отходов. Вместе с тем полученные результаты пока не подтверждают полного разложения материала до конечных неорганических продуктов или его долгосрочной экологической безопасности.

Для дальнейшего развития технологии потребуются испытания с другими пищевыми продуктами и в реальных условиях логистических цепочек. Ученым также предстоит оценить стабильность, безопасность, возможность масштабирования производства и экономическую эффективность разработки.

В перспективе новая плёнка может применяться в производстве интеллектуальной пищевой упаковки, предоставляя потребителям, розничным продавцам и дистрибьюторам дополнительный визуальный индикатор свежести наряду с традиционной маркировкой сроков годности.

По мнению разработчиков, более наглядное определение изменений качества продуктов поможет повысить безопасность пищевой продукции, сократить необоснованные пищевые потери и способствовать развитию экологичных упаковочных технологий.

Ранее по теме:

Япония открыла свой рынок для аргентинской говядины после 20-летнего перерыва