Tehnologie inovatoare pentru prelungirea duratei de viață a legumelor proaspete: injecții cu melatonină prin microace biodegradabile

O echipă de cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) a dezvoltat o metodă promițătoare pentru reducerea risipei alimentare: utilizarea microacelor biodegradabile din mătase pentru injectarea precisă a melatoninei în țesutul legumelor proaspăt recoltate. Această abordare inovatoare a demonstrat că poate prelungi semnificativ durata de păstrare a produselor vegetale, fără a necesita lanțul frigorific tradițional.

Context: risipa alimentară și limitele refrigerării

În prezent, peste 30% din alimentele produse la nivel global sunt pierdute după recoltare, înainte de a ajunge la consumatori – o cantitate suficientă pentru a hrăni peste un miliard de oameni. Metodele actuale de conservare, în special refrigerarea, sunt limitate de infrastructura necesară și de consumul energetic ridicat, în special în regiunile în curs de dezvoltare.

Pentru a oferi o alternativă viabilă, cercetătorii au explorat metode de a întârzia procesele fiziologice de îmbătrânire ale plantelor după recoltare. În acest context, melatonina – cunoscută mai ales pentru rolul său în reglarea somnului la oameni – s-a dovedit a fi un regulator natural al proceselor de senescență la plante.

Despre tehnologie: microace din mătase și dozare controlată de melatonină

La baza acestei metode se află patch-uri cu microace din fibroină de mătase, o proteină biodegradabilă și netoxică. Microacele pătrund prin cuticula cerată a legumelor fără a declanșa un răspuns de stres și permit livrarea controlată a melatoninei direct în sistemul vascular al plantei.

În cadrul studiului, cercetătorii au aplicat această tehnologie pe pak choy (Brassica rapa subsp. chinensis), o legumă cu o durată de viață foarte scurtă și larg consumată în Asia. După testarea inițială a distribuției substanțelor prin injectarea unui colorant fluorescent, echipa a aplicat patch-urile manual la baza tulpinii, în zona de unde planta fusese tăiată.

Rezultate: prelungirea duratei de viață și reducerea degradării

Eficiența injecției cu melatonină a fost comparată cu metode convenționale de aplicare (spray, imersie), care nu au produs nicio diferență semnificativă în durata de viață a plantei. În schimb, utilizarea microacelor cu melatonină a prelungit semnificativ perioada de prospețime:

La temperatura camerei (25°C):

Plantele netratate au început să îngălbenească după 2–3 zile.
Cele tratate au rămas verzi până în ziua 5 și și-au păstrat valoarea comercială până în ziua 8.

Sub refrigerare (4°C): Tratamentul a prelungit prospețimea plantei cu până la 10 zile, menținând o culoare verde intensă și un conținut ridicat de clorofilă până în ziua 25.

Măsurători biochimice au indicat o creștere a activității antioxidante și o modificare a expresiei genice în plantele tratate, cu reglarea mecanismelor hormonale și a degradării clorofilei, ceea ce explică efectul protector asupra procesului de senescență.

Impactul biologic: reglarea stresului post-recoltare

Melatonina, în doză mică (aprox. 22 µg), nu depășește concentrațiile naturale întâlnite în plante și este rapid metabolizată. Acest hormon s-a dovedit eficient în amortizarea stresului fiziologic suferit de plante în urma recoltării, acționând ca un protector celular prin reglarea răspunsului inflamator și întârzierea îmbătrânirii.

Implicații și perspective

Studiul sugerează că această tehnologie ar putea:

Reduce semnificativ risipa alimentară post-recoltare, mai ales în țările fără acces constant la refrigerare;
Îmbunătăți accesul la produse proaspete în regiunile cu infrastructură deficitară;
Permite livrarea controlată și țintită a altor compuși biologici activi pentru conservarea calităților nutriționale sau modificarea atributele senzoriale (gust, textură) ale legumelor.

Pentru a fi aplicată la scară largă, tehnologia trebuie adaptată la sisteme mecanizate – cum ar fi tractoare, drone autonome sau linii de procesare industrială. De asemenea, optimizarea raportului cost-beneficiu va fi esențială pentru adoptarea sa în agricultură.

Concluzie

Această cercetare deschide calea către o nouă generație de tehnologii pentru conservarea post-recoltare a legumelor, cu aplicabilitate directă în reducerea pierderilor alimentare. Prin utilizarea microacelor biodegradabile cu melatonină, cercetătorii oferă o soluție eficientă, scalabilă și sigură pentru extinderea duratei de păstrare a produselor vegetale, chiar și în afara lanțului frigorific.

Pe măsură ce studiile continuă, această abordare ar putea transforma modul în care sunt gestionate, transportate și consumate legumele proaspete în întreaga lume.

Data actualizare: 26-05-2025 | creare: 26-05-2025 | Vizite: 165

Bibliografie

Yangyang Han, Monika Jangir, Amanda Si Yi Ngoh, Chunhong Li, Sreelatha Sarangapani, Yunteng Cao, Yilin Zhang, Raju Cheerlavancha, Rajani Sarojam, Benedetto Marelli. Precise Delivery of Physiological Doses of Melatonin in Planta to Control Postharvest Physiology and Extend Shelf Life Outside the Cold Chain. Nano Letters, 2025; DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c00487

Image by freepik on Freepik

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Tatuaj biosensibil ce își schimbă culoarea în funcție de nivelul glicemiei

Persoanele cu diabet tip 1 sau 2 trebuie să-și monitorizeze permanent nivelul glicemiei - o procedură ce implic�...

Inteligența artificială, utilizată pentru a prezice progresul translațional al cercetărilor științifice

Descris recent în revista medicală PLOS Biology, un model de inteligență artificială ce poate prezice progresu...

Realitatea virtuală vine în ajutorul psihoterapiei

Ochelarii pentru realitatea virtuală sunt asociați cu jocurile video și divertismentul, dar companiile producăt...

BiliSpec - dispozitivul care facilitează diagnosticarea icterului
FitSmoke – antrenorul personal pentru renunțarea la fumat
Beneficiile serviciilor de eHealth pentru prevenirea bolilor
Analiza sentimentelor generată de modele lingvistice mari pentru predicția sindromului hepatorenal

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Sfaturi pentru a păstra fructele și legumele proaspete mai mult timp

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

România, țara cu cel mai redus consum de fructe și legume din Europa

În definiția unei alimentații sănătoase și echilibrate este inclus principiul arhicunoscut de a consuma „ce...

Legumele și fructele conservate sau congelate sunt sănătoase?

Răspunsul la această întrebare este: depinde. În realitate, alternarea consumului de produse congelate și cons...

Păstrarea fructelor și legumelor proaspete - metode și sfaturi utile

Vara și toamna sunt anotimpurile de care poți profita la maximum prin multitudinea de fructe și legume. Principa...

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum