In einer gemeinsamen Anstrengung zur Verbesserung der Lebensmittelindustrie haben Dr. Mustafa Akbulut, Professor für Chemieingenieurwesen, und Dr. Luis Cisneros-Zevallos, Professor für Gartenbauwissenschaften, eine zweistufige Beschichtungslösung für verzinkten Stahl entwickelt, die hygienischer ist und weniger kostet die Gefahr von Korrosion.
Behälter und Oberflächen aus verzinktem Stahl werden aufgrund ihrer Haltbarkeit, Festigkeit und geringeren Kosten im Vergleich zu Edelstahl für die Ernte verwendet. Allerdings können in Lagerbehältern befindliche Bakterien Korrosion verursachen.
Die neue Beschichtung werde die Korrosion um mindestens 70 Prozent reduzieren, sagte Akbulut.
Dieses Material ist haltbarer und unterliegt keiner Korrosion. Die Oberfläche selbst kann die Bakterien abstoßen, sodass sich keine Keime darauf festsetzen können. Normaler Stahl neigt dazu, Krankheitserreger und Mikroorganismen anzusammeln, aber der beschichtete Stahl überwindet dieses Problem. Das sind die Hauptvorteile dieser Technologie.“
Dr. Mustafa Akbulut, Professor für Chemieingenieurwesen
Die Beschichtungsmethode für verzinkten Stahl weist Superhydrophobie und Antifouling-Eigenschaften auf und verhindert wirksam die Anhaftung von Pilzen, Bakterien und Schlamm. Diese Forschung wurde in der veröffentlicht Zeitschrift für Lebensmitteltechnik.
„Dies wird Auswirkungen haben, weil die Menschen, die Obst und Gemüse konsumieren, darauf vertrauen, dass sie etwas Sicheres kaufen, und es wird ihre Gesundheit nicht beeinträchtigen“, sagte Cisneros-Zevallos. „Im Moment tut die Industrie ihr Bestes, um diese Risiken zu reduzieren, aber man wird von Ausbrüchen dieser Kontaminationen und von Krankheiten hören. Manchmal werden Todesfälle aufgrund dieser Ereignisse gemeldet.“
Während des Beschichtungsprozesses verändern sich die Materialeigenschaften, Struktureigenschaften und die mechanische Festigkeit von Stahl nicht. Nur die oberste Schicht des Stahls sei beschichtet, da Lebensmittel dort mit der Oberfläche in Kontakt kommen, sagte Akbulut.
Untersuchungen zeigen, dass diese Beschichtung die Bakterienstämme über einen Zeitraum von sieben Tagen verringert und die Anhaftung von Aspergillus, einem durch Lebensmittel übertragenen Pilz, verringert.
Dem Artikel zufolge kann diese Beschichtungstechnologie potenziell für Getreidelagersilos sowie für andere Lebensmittellagereinheiten und -behälter eingesetzt werden. Dies ist ein bedeutender Segen für die multidisziplinären Bereiche Lebensmitteltechnik, -sicherheit und -verarbeitung.
Laut Akbulut wird die Beschichtung aus verzinktem Stahl auch landwirtschaftlich genutzten Flächen zugute kommen.
„Viele der Lebensmittelprodukte gelangen in irgendeiner Art von Erde, Schutt oder Schlamm in die Industrieumgebung“, sagte Akbulut. „Selbst wenn die Produkte gewaschen werden, können diese Waren eine Kontamination verursachen. Mit dieser Technologie reduzieren wir die durch Schlamm verursachte Kontamination.“
Cisneros-Zevallos sagte, sie könnten diese Technologien mithilfe der aus der Forschung gewonnenen Informationen schließlich anpassen und nutzen, um Ausbrüche zu reduzieren und sich positiv auf die Lebensmittelindustrie auszuwirken.
„Unser Ziel ist es, die Branche dazu zu bringen, dies zu übernehmen“, sagte Cisneros-Zevallos. „Verarbeiter werden in dem Sinne davon profitieren, dass sie vertrauensvoll mit etwas umgehen, das sie den Verbrauchern liefern können, und die Verbraucher werden profitieren, weil sie etwas haben, das für sie sicher ist.“
Vom Feld bis zum Verbraucher kann die Kontamination durch die Verwendung solcher Oberflächen und die Vermeidung von Kreuzkontaminationen minimiert werden, wie Cisneros-Zevallos erklärt.
„Mit dieser Forschung stellen wir sicher, dass die technologischen Entwicklungen aus anderen Bereichen in der Landwirtschaft weiterverfolgt und umgesetzt werden“, sagte Cisneros-Zevallos. „Der Agrarbereich holt im Vergleich zu anderen Technologien auf. Diese Beschichtung wirkt sich direkt auf unser tägliches Leben und die Lebensmittel aus, die wir sicherer machen wollen.“
Zu den Mitwirkenden an der Forschung gehören die Doktoranden Wentao Zhou, Shuhao Liu und William DeFlorio vom Artie McFerrin Department of Chemical Engineering sowie Professor Jun Kyun Oh und die Doktoranden Sang Ha Song und Hayoung Choi vom Department of Polymer Science and Engineering, Dankook Universität.
Diese Arbeit wurde durch einen Zuschuss des Food Manufacturing Technologies Program und einer Specialty Crop Research Initiative des USDA National Institute of Food and Agriculture unterstützt.
Diese Arbeit wird teilweise auch durch das von der koreanischen Regierung finanzierte Stipendium der National Research Foundation of Korea unterstützt. Die Abteilung für Polymerwissenschaften und -technik wurde durch das Forschungsprojekt „Research-Focused Department Promotion & Interdisciplinary Convergence Research Project“ im Rahmen des University Innovation Support Program für die Dankook University im Jahr 2022 unterstützt.
Quelle:
Zeitschriftenreferenz:
Zhou, W., et al. (2024). Nanostrukturierte Antifouling-Beschichtungen für Lebensmittellager- und Behälteroberflächen aus verzinktem Stahl zur Verbesserung der Hygiene und Korrosionsbeständigkeit gegen Bakterien-, Pilz- und Schlammkontamination. Zeitschrift für Lebensmitteltechnik. doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2023.111784.
