משי, שמרים וחיישנים: כך המדענים מנסים לגרום למזון להחזיק יותר זמן

מה אם שקית חסה תדע להתריע שהמזון שבתוכה מזוהם, או שפרי יקבל ציפוי דקיק ממשי שיאריך את חייו בעוד כמה ימים? חוקרים בעולם מפתחים כיום שיטות חדשות שנועדו להאט קלקול, לזהות חיידקים במהירות ולצמצם את כמויות המזון שמגיעות לפח. 

בין הפיתוחים המסקרנים נמצאים שמרים שנושאים חומרים אנטי מיקרוביאליים, אריזות חכמות, בינה מלאכותית וציפויים אכילים המבוססים על חלבון משי. אנחנו רגילים לחשוב על שמרים כעל מה שמכניסים לבצק, על משי כחומר לבגדים ועל בינה מלאכותית ככלי שמייצר טקסטים ותמונות. אבל במעבדות ברחבי העולם, אותם חומרים וכלים מקבלים תפקיד אחר לגמרי: לעזור למזון להישאר בטוח וטרי לזמן ארוך יותר.

פרופ' ניטין ניטין, מהנדס מזון מאוניברסיטת קליפורניה, בוחן אפשרות להשתמש בשמרים כנשאים של חומרים אנטי מיקרוביאליים. הרעיון הוא לנצל את המבנה של תאי השמרים ואת דפנותיהם כדי "לארוז" בתוכם חומרים שמסוגלים לפגוע בחיידקים ולהביא אותם בצורה יעילה יותר אל המקום שבו הם נחוצים.

אחד החומרים שנבדקו הוא תימול, רכיב מרכזי בשמן טימין, הידוע בפעילותו האנטי מיקרוביאלית. במחקרים הצליחו החוקרים להשתמש בשמרים כדי לשאת את התימול ולסייע בפגיעה בביופילם חיידקי שנוצר על משטחים שבאים במגע עם מזון.

היתרון האפשרי של פתרונות כאלה הוא בכך שהם עשויים להיות פשוטים וזולים יחסית, ולא תמיד לדרוש ציוד תעשייתי מורכב. אם הטכנולוגיה תבשיל, היא עשויה להיות חשובה במיוחד גם באזורים שבהם תשתיות הקירור והטיפול במזון מוגבלות יותר.

האריזה שלא רק עוטפת את המזון

כיוון נוסף שמסקרן חוקרים הוא האריזה החכמה: כיום אנחנו מסתמכים במידה רבה על תאריכים מודפסים על האריזה, אבל תאריך אינו תמיד אומר מה מצבו האמיתי של המזון באותו רגע. הוא לא בהכרח מגלה אם כבר התפתח זיהום מיקרוביאלי, ומנגד לפעמים מזון נזרק למרות שהוא עדיין ראוי לשימוש.

לכן חוקרים עובדים על אריזות שלא רק יגנו על המוצר, אלא גם "יבדקו" אותו.

החזון הוא לשלב בתוך האריזה חיישנים שיוכלו לזהות פתוגנים או שינויים שמעידים על קלקול, ולהציג את המידע בצורה שאפשר יהיה לקרוא במהירות. בחלק מהמערכות הנבדקות, האותות יכולים להיקרא באמצעות סורק ייעודי ולהופיע על מסך או בטלפון חכם.

אם פתרונות כאלה יהפכו למסחריים, ייתכן שבעתיד נסתכל פחות על תאריך ויותר על מידע אמיתי בזמן אמת.

ומה הקשר בין משי לפירות ושמרים?

אחד הכיוונים המפתיעים ביותר מגיע מעולם המשי.

צוות בראשות מהנדס החומרים פרופ' בנדטו מארלי חוקר שימוש בפיברואין, חלבון המצוי במשי. החומר ניתן לעיבוד לשכבה דקה ושקופה, ובמחקרים קודמים נמצא שניתן להשתמש בו כציפוי אכיל לפירות. המטרה של הציפוי היא להאט תהליכים שמובילים לקלקול ולאובדן טריות. לפי המחקרים שעליהם דווח, ציפוי כזה הצליח להאריך את חיי המדף של פירות בערך בשבוע.

מבחינת הצרכן, הרעיון פשוט: הפרי עשוי להיראות ולהרגיש כמעט רגיל לחלוטין, אבל להיות עטוף בשכבה דקה מאוד שמגינה עליו ומאטה את תהליך ההזדקנות שלו.

אפילו מחטים זעירות כבר נכנסות לתמונה

החוקרים לא הסתפקו בציפויים. צוותו של מארלי בוחן גם מחטים מיקרוסקופיות המבוססות על משי, שמאפשרות להחדיר לתוצרת חקלאית כמויות מדודות של חומרים שיכולים לעכב תהליכי הזדקנות. באחד הניסויים השתמשו החוקרים במחטים כדי להעביר מלטונין לצמחי פאק צ'וי. התוצאה הייתה עיכוב בהצהבת העלים והארכת חיי המדף בעשרה ימים בקירור ובארבעה ימים ללא קירור.

המשמעות יכולה להיות גדולה במיוחד באזורים שבהם תוצרת חקלאית עוברת דרך ארוכה בין השדה לשוק, ולעיתים נמצאת במשך שעות או ימים ללא תנאי קירור מושלמים.

וזה רק חלק קטן ממה שקורה בתחום

המחקרים האלה הם חלק ממגמה רחבה בהרבה. במקביל, חוקרים בוחנים גם שימוש בבקטריופאג'ים, נגיפים שתוקפים חיידקים מסוימים, כדי לצמצם זיהומים במזון; ציפויים ביולוגיים נוספים שמסוגלים להאט קלקול; חיישנים שמזהים שינויים כימיים בתוך האריזה; וטכנולוגיות שמטרתן למנוע את הקלקול עוד לפני שהוא מתחיל.

המכנה המשותף לכל הפיתוחים האלה הוא שינוי בגישה: במקום לחכות שהמזון יתקלקל ואז לזרוק אותו, לנסות להתערב הרבה קודם.