Месопреработвателните предприятия са изправени пред едно постоянно предизвикателство: поддържането на повърхностите чисти. Бактериите от месото могат да се прикрепят към работните места, да се размножават и да образуват биофилми - упорити, невидими струпвания, които устояват дори на най-строгите протоколи за почистване. Изследователи от Нова Зеландия обаче може би са намерили иновативно решение, като са се вдъхновили от природата.
Учени от Изследователския институт „Хопкирк“, Научно-изследователския център за безопасност на храните в Нова Зеландия и Групата за приложни технологии са разработили авангардна лазерна технология, която текстурира метални повърхности, за да имитира антимикробните свойства на кожата на акула. Техните открития, публикувани тази седмица в Journal of Laser Applications, сочат, че този подход може драстично да намали бактериалното замърсяване, без да е необходима химическа обработка.
Преминаване от почистване към превенция
Настоящите антимикробни стратегии при преработката на месо имат значителни ограничения. Дори дезинфектантите за повърхности, предназначени за хранителни продукти, трудно премахват добре установените биофилми и бактериалните спори. „Антимикробните интервенции, които понастоящем са одобрени и се използват в търговската мрежа, имат ограничена способност да намаляват добре установените бактериални биофилми и спори и рядко се постига пълно обеззаразяване“, обяснява Себастиампилай Реймънд, един от авторите на проучването.
Вместо да разчитат на постоянно почистване, изследователите са разработили техника за текстуриране на повърхността, предизвикана от лазер. Като използват лазери за гравиране на микроскопични модели в неръждаемата стомана, Реймънд и екипът му променят повърхността на наноравнище, което физически затруднява прикрепването и развитието на бактериите. Този подход също така променя водоотблъскващите свойства на метала, което допълнително ограничава прилепването на микробите.
Природен дизайн, разработен за индустрията
Вдъхновението за този пробив идва от природата. „Повърхностите с лазерна текстура притежават антибактериални свойства, тъй като физически нарушават прилепването, растежа и разпространението на бактериите“, казва Реймънд. „Тези наноразмерни и микроразмерни текстури на повърхностите имитират естествените антимикробни повърхности, като например тези, които се срещат върху крилата на цикадите и кожата на акулите.“
Важното е, че тази технология предлага изключително адаптивно решение. Различните бактериални видове могат да бъдат насочени към тях чрез адаптиране на повърхностните текстури, така че да съответстват на формата на конкретните микробни клетки, което още повече затруднява тяхното установяване.
Практично решение без химикали
Един от най-обещаващите аспекти на лазерното текстуриране на повърхности е неговият регулаторен потенциал. За разлика от традиционните антимикробни покрития, които често въвеждат химикали, изискващи одобрение, този метод е чисто физически. „В сравнение с някои конвенционални подходи, лазерното текстуриране на повърхности не въвежда неродствени материали и не изисква химически ецващи вещества или сенсибилизатори върху третираните повърхности“, отбелязва Реймънд. „Това може да намали бариерите пред въвеждането на нова технология в регулирана среда и елиминира всякакъв риск от потенциално химическо замърсяване от покритието.“
Тъй като екипът сега проучва машинното обучение за оптимизиране и автоматизиране на процеса, тази иновация може да предложи на хранителната промишленост нов мощен инструмент в борбата със замърсяването, вдъхновен от милиони години естествена еволюция.
