Sebzelerin raf ömrünü 10 güne kadar uzatan biyobozunur melatonin mikroiğnesi geliştirildi.
Dünyada 1 milyardan fazla insanın besin kaynağı olabilecek gıdaların yüzde 30’undan fazlası hasattan sonra kaybediliyor. Gıdaları korumak için genellikle soğutma işlemi yapılıyor. Ancak bu yöntem önemli ölçüde enerji ve altyapı gerektiriyor.
MIT ve Singapur-MIT Araştırma ve Teknoloji Birliği (SMART) araştırmacıları, bitkilere melatonin enjekte etmek için biyolojik olarak parçalanabilir mikroiğneler geliştirdi.
Melatonin enjekte edilen sebzelerin raf ömürleri 10 güne kadar uzuyor. Ekip, bu sistemin soğutmaya alternatif veya tamamlayıcı olabileceğini düşünüyor.
Doğada kendilğinden çözünen bu mikroiğneler, ipek fibroin proteinlerinden yapıldı ve sağlık açısından toksik olmadığı kanıtlandı. Mikroiğneler, bitkilerin sert ve mumlu kabuklarını delerek stres tepkisine yol açmadan, melatonini bitkinin iç dokularına hassas bir şekilde iletebiliyor.
Ekip, bu melatonin yüklü mikroiğneleri pak choi (Çin lahanası) yapraklarının tabanına uyguladı. Bu ürünün seçilme nedeni ise çok çabuk bozulması. Uygulama sonrasında, melatonin sayesinde sebzelerin raf ömrünün oda sıcaklığında 4 gün, buzdolabında ise 10 gün uzadığı görüldü. Bu teknik, daha fazla ürünün tüketiciye ulaşmadan bozulmasını engelleyebilir.
Bitkilerde stres azaltma
Mikroiğnelerin gıdaların raf ömrünü uzatma yeteneğini test etmek için araştırmacılar, yaşlanma sürecini etkileyen bir hormonun iletimini incelemek istedi. Melatonin, insanlarda uyku-uyanıklık döngüsünün düzenleyicisi olarak biliniyor. Aynı zamanda, birçok bitkide doğal olarak bulunuyor ve büyümeyi, yaşlanmayı düzenleyen bir hormon.
Ekip, verdikleri melatonin dozunun çok düşük olduğunu, bitkiler tarafından tamamen metabolize edilebildiğini söylüyor. Yani, gıdada normalde bulunan melatonin miktarını önemli ölçüde artırmıyor; her zamankinden daha fazla melatonin tüketimine yol açmıyor.
Pak choi genellikle kök sisteminden kesilerek hasat edildiği için su ve besinleri bitkinin geri kalanına ileten damar demetlerine kolay erişim sağlıyor. Araştırmacılar önce mikroiğnelerle bitkinin tabanına bir floresan boya enjekte etti, damar sisteminin bu boyayı tüm bitkiye yayabildiğini doğruladılar.
Daha sonra, normal pak choi bitkileri ile melatonin verilmiş bitkilerin raf ömrünü karşılaştırdılar. Temel raf ömrü belirlendikten sonra, araştırmacılar melatonin yüklü mikroiğneleri pak choi’nin tabanına elle uyguladı. Daha sonra, işlem gören bitkileri ve kontrol grubunu hem oda sıcaklığında hem de buzdolabında plastik kutularda sakladılar.
Ekip, bitkileri ağırlık, görsel durum ve klorofil konsantrasyonu (bitkiler yaşlandıkça azalan yeşil pigment) açısından değerlendirdi.
Oda sıcaklığındaki deneyde işlem görmemiş kontrol grubunun yapraklarının 2-3 gün içinde sararmaya başladığı fark edildi. Dördüncü günde sararma hızlandı ve bitkilerin satışa uygun olmayacağı görüldü. Melatoninli mikroiğne uygulanan bitkiler ise 5. günde hala yeşildi ve sararma daha geç oldu. Ağırlık kaybı ve klorofil azalması da yavaşladı. Genel olarak, mikroiğne uygulanan bitkiler sekizinci güne kadar satılabilir durumdaydı.
Buzdolabı uygulamasında ise bitkilerde sararma ortalama beş gün gecikti. Tedavi edilen bitkiler 25. güne kadar nispeten yeşil kaldı.
Araştırmacılar, daha erişilebilir bir kullanım için çalışmaya devam ediyor. Bu deneyde mikroiğneler elle uygulandı ancak gelecekte traktörler, otonom drone’lar ve diğer tarım ekipmanları kullanılabilir.
Kaynak: Nano Letters
