Development of alginate-based active packaging systems incorporating pequi (Caryocar brasiliense) residue-derived extracts for olive oil preservation

खाद्य पैकेजिंग केवल हमारे भोजन को रखने का काम ही नहीं करती; बल्कि यह एक ढाल के रूप में कार्य करती है, जो नाजुक उत्पादों को उन तत्वों से बचाती है जो उन्हें खराब कर सकते हैं। जैतून के तेल (ओलिव ऑयल) जैसे तेलों के लिए, सबसे बड़ा दुश्मन ऑक्सीजन है। जब हवा, प्रकाश या गर्मी के संपर्क में आता है, तो तेल में मौजूद वसा ऑक्सीकरण नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से टूटने लगती है, जिससे तेल में दुर्गंध, खराब स्वाद और पोषण संबंधी मूल्य की हानि होती है। इससे लड़ने के लिए, वैज्ञानिक लंबे समय से "सक्रिय पैकेजिंग" (एक्टिव पैकेजिंग) की ओर देख रहे हैं, जो एक स्मार्ट दृष्टिकोण है जहाँ कंटेनर स्वयं सहायक पदार्थ, जैसे कि प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट, छोड़ता है ताकि इस क्षय को धीमा किया जा सके। साथ ही, दुनिया प्लास्टिक के विकल्पों की तलाश कर रही है, क्योंकि प्लास्टिक सदियों तक पर्यावरण में बना रहता है। इसने शोधकर्ताओं को प्राकृतिक पॉलिमर से बनी बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों की खोज करने के लिए प्रेरित किया है, जैसे कि समुद्री शैवाल से प्राप्त पदार्थ जिसे एल्जिनेट कहा जाता है, जो लचीली, खाद्य जैसी फिल्में बना सकता है। चुनौती एक ऐसे प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट के स्रोत को खोजने में है जो शक्तिशाली और टिकाऊ दोनों हो, आदर्श रूप से कचरे को एक संसाधन में बदल दे।

ब्राजील के सेराडो (Cerrido) में, जो एक विशाल उष्णकटिबंधीय सवाना है, पेकी (pequi) नामक एक फल उगता है। जबकि यह फल इस क्षेत्र में एक प्रमुख खाद्य सामग्री है, इसे तैयार करने की प्रक्रिया से भारी मात्रा में कचरा बच जाता है। फल का बाहरी छिलका और उसके ठीक नीचे की मांसल परत, जिसे एपिकार्प (epicarp) और मेसोकार्प (mesocarp) कहा जाता है, फल के कुल वजन का लगभग 84 प्रतिशत हिस्सा बनाते हैं। आमतौर पर इन्हें फेंक दिया जाता है या कम मूल्य के कार्यों में उपयोग किया जाता है, लेकिन ये अवशेष वास्तव में फेनोलिक यौगिकों से समृद्ध होते हैं, जो कि ऑक्सीकरण से लड़ने की क्षमता रखने वाले प्राकृतिक रसायन हैं। तीन ब्राजीलियाई विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह देखने के लिए हाथ मिलाया कि क्या वे इन सुरक्षात्मक यौगिकों को पेकी के कचरे से प्राप्त कर उन्हें एक नए प्रकार की पैकेजिंग में समाहित कर सकते हैं। उनका लक्ष्य एक बायोडिग्रेडेबल फिल्म बनाना था जो न केवल जैतून के तेल को रख सके बल्कि सक्रिय रूप से इसे संरक्षित करने में भी मदद कर सके।

वैज्ञानिकों ने पके हुए पेकी फलों को इकट्ठा करना और उनके बाहरी परतों को सावधानीपूर्वक अलग करना शुरू किया। उन्होंने इन अवशेषों को सुखाया, उन्हें महीन पाउडर में पीसा, और पानी तथा इथेनॉल के मिश्रण का उपयोग करके उनके लाभकारी यौगिकों को निकाला। फिर उन्होंने सोडियम एल्जिनेट, जो एक प्राकृतिक पॉलिमर है, का एक तरल घोल बनाया और उसमें विभिन्न सांद्रता में पेकी अर्क मिलाया। इसके बाद इस मिश्रण को चपटी डिशों में डालकर और सुखाकर, उन्होंने पतली, लचीली फिल्में तैयार कीं। उन्होंने बाहरी त्वचा (एपिकार्प) और भीतरी मांस (मेसोकार्प) के अर्क वाली फिल्मों का 10, 20 और 30 प्रतिशत सांद्रता पर परीक्षण किया। परिणामों ने दिखाया कि पेकी अर्क मिलाने से फिल्मों के गुणों में महत्वपूर्ण बदलाव आया। फिल्में पानी में कम घुलनशील हो गईं, जिसका अर्थ है कि वे आर्द्र परिस्थितियों में बेहतर प्रदर्शन करेंगी, और वे अधिक अपारदर्शी हो गईं, जो तेल को नुकसान पहुँचाने वाले प्रकाश को रोकने में मदद करती हैं। फिल्में अधिक मजबूत और कम खिंचाव वाली भी हो गईं, जो संभवतः एल्जिनेट श्रृंखलाओं के साथ अर्क के अणुओं की परस्पर क्रिया के कारण हुआ। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि फिल्में एंटीऑक्सीडेंट से समृद्ध हो गईं, जिसमें फेनोलिक यौगिकों की उच्चतम सांद्रता 113 मिलीग्राम प्रति ग्राम फिल्म तक पहुँच गई, जो कि साधारण एल्जिनेट फिल्म की तुलना में बहुत अधिक है।

यह देखने के लिए कि क्या ये फिल्में वास्तव में भोजन की रक्षा कर सकती हैं, शोधकर्ताओं ने दो सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करने वाले फॉर्मूलेशन का चयन किया—एक 20 प्रतिशत एपिकार्प अर्क वाला और दूसरा 10 प्रतिशत मेसोकार्प अर्क वाला—और उनसे छोटे पाउच (सैशे) बनाए। उन्होंने जैतून के शुद्ध तेल के नमूने इन पाउच के अंदर रखे और उन्हें 16 दिनों के लिए 60 डिग्री सेल्सियस के ओवन में रखा। यह उच्च-तापमान वातावरण एक त्वरित परीक्षण के रूप में कार्य करता है, जो कमरे के तापमान पर लगभग चार महीने के भंडारण का अनुकरण करता है। उन्होंने इन नमूनों की तुलना एक साधारण एल्जिनेट पाउच में रखे तेल और एक मानक वाणिज्यिक एम्बर (अंबर) बोतल में रखे तेल से की। परिणाम स्पष्ट थे: पेकी-अर्क वाले पाउच द्वारा संरक्षित जैतून का तेल अधिक ताज़ा रहा। भंडारण अवधि के बाद, सक्रिय पाउच में मौजूद तेल में पेरोक्साइड का स्तर कम था, जो तेल के खराब होने के शुरुआती संकेत होते हैं, और इसमें साधारण पाउच या वाणिज्यिक बोतल की तुलना में प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि का उच्च स्तर बना रहा। सक्रिय पैकेजिंग में तेल की अम्लता भी अधिक स्थिर रही।

यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि पेकी फल के प्रचुर कचरे को खाद्य संरक्षण के एक कार्यात्मक उपकरण में बदलना संभव है। एल्जिनेट फिल्म में फल के प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट को समाहित करके, शोधकर्ताओं ने एक ऐसी पैकेजिंग प्रणाली बनाई जो जैतून के तेल को खराब करने वाले ऑक्सीकरण से सक्रिय रूप से लड़ती है। हालांकि यह अध्ययन त्वरित परिस्थितियों के तहत किया गया था, लेकिन निष्कर्ष बताते हैं कि ये सक्रिय पाउच वसा युक्त खाद्य पदार्थों की शेल्फ लाइफ बढ़ाने का एक टिकाऊ तरीका प्रदान कर सकते हैं। यह कार्य एक आशाजनक मार्ग को उजागर करता है जहाँ कृषि-औद्योगिक अवशेषों को केवल फेंका नहीं जाता है, बल्कि उन्हें एक स्वच्छ, अधिक प्रभावी खाद्य पैकेजिंग भविष्य के लिए मूल्यवान घटकों में बदल दिया जाता है।