Образование пятен на банановой кожуре

Образование пятен на банановой кожуре

50 000 000 тонн пищевых отходов в год

Оливер Стейнбок (Oliver Steinbock)

Пятнистый узор на бананах — поразительный случай формирования биологического узора. Однако процесс образования, роста этих пятен и их результирующего рисунка до настоящего времени малоизучен. На спеющих бананах появляются пятна старения, поскольку ферментативно окисляются фенольные соединения и клеточная целостность теряется. Образуются крошечные пятна, так как через устьица (мельчайшие отверстия) в кожуру проникает воздух, содержащий кислород. На этих участках цвет меняется на коричневый, пока остальная поверхность остается прежней. В дальнейшем пятна растут и бананы теряют товарный вид, что приводит к 50 000 000 тонн пищевых отходов каждый год.

Авторы смоделировали динамику расширения пятен и скорость их зарождения на основе цейтраферных фильмов (покадровая замедленная съемка). Пятна зарождаются в течение примерно двух дней с типичной плотностью восемь пятен на квадратный сантиметр. Расширение изначально контролируется выравниванием концентрации вещества и скорость этой диффузии уменьшается со временем зародышеобразования с 1,3 до 0,4 мм2/сут. Во время и после расширения фронты потемнения поверхности сохраняют крутой и постоянный градиент интенсивности. Специалисты количественно воспроизводят эти особенности создав модель реакции-диффузии, она связывает локальную концентрацию кислорода со степенью почернения кожурок. Все параметры модели основаны на измерениях, а срыв фронта объясняется снижением уровня оксигена в местах зарождения - крошечные отверстия в центре коричневых пятен разрушаются и запечатывают проход, что закрывает доступ воздуха и останавливает дальнейший рост темных отметин.

Разработанная модель может быть исползована для уменьшения массы пищевых отбросов. Ученые выяснили первопричину замедления скорости роста пятен, которая предлагает стратегии смягчения процесса окисления. Они установили, что снижение уровня кислорода в мельчайших отверстиях шкурки способно затормозить пятнообразование на фруктах. Закупорить их так, чтобы ни одна кислородная молекула не проникла. Потемнение плодов является значительной трудностью пищевой отрасли, однако данное исследование предлагает модель пятнистости бананов, которая способна отразить их эволюцию в физически значимом контексте, - сообщает Стейнбок.

Но не все нужно сразу выбрасывать. Банановую кожуру применяют для очистки воды. Аллен Чапарадза (Allen Chaparadza), Жанна М. Хоссенлопп (Jeanne M. Hossenlopp), Университет Маркетта, США, "Кинетика адсорбции, изотермы и термодинамика удаления атразина сорбентом на основе банановой кожуры", "Водные науки и технологии", 65(5):940-7. Было изучено удаление атразина из воды обработанной банановой кожурой. Исследовали влияние рН, времени контакта, исходной концентрации атразина и температуры. Периодические эксперименты показали, что дозировка адсорбента 15 г л (-1) удаляет 90-99% атразина из водных растворов с концентрацией 1-150 частей на миллион.

И для производства этанола. Хариндер Оберой (Harinder Oberoi), Управление по безопасности пищевых продуктов и стандартам Индии, и еще четыре автора, Индия, "Производство этанола из банановой кожуры с использованием статистически оптимизированного одновременного процесса осахаривания и ферментации", "Управление отходами", 31(7):1576-84, март 2011. Высушенную и измельченную биомассу банановой кожуры после предварительной гидротермической стерилизации использовали для производства этанола. Насколько нам известно, до настоящего времени не сообщалось о концентрации этанола и производительности по этанолу 28,2 г/л и 2,3 г/л/ч, соответственно, из банановой кожуры.
Образование пятен на банановой кожуре

Оливер Стейнбок(Oliver Steinbock), Цинпу Ван (Qingpu Wang), Памела Нолл (Pamela Knoll), Университет штата Флорида, США, напечатали работу "Фронтообразная экспансия и остановка запрограммированной гибели клеток в коричневых банановых пятнах", журнал "Физическая биология" (Physical Biology), 19(4), 11 мая 2022.

16.05.2022