Madmekanik opskrift til at servere sund mad, der holder

QUT-forskere arbejder på at designe hurtigere, billigere, og bedre måder at opbevare mad på.

Udgivet i journal PLOS One , forskere brugte QUTs supercomputing faciliteter til at undersøge den mikromekaniske adfærd af plantevæv, og hvordan biologiske celler opfører sig, mens de er dehydrerede eller tørrede.

Ledende efterforsker Dr. Charith Rathnayaka er en beregningsforsker fra QUT's Fakultet for Naturvidenskab og Teknik, der undersøger fysikken, matematik, og biologi af landbrugscellestrukturer for at forbedre fødevareproduktionen.

"Ved at udvikle beregningsmodellen, det er muligt at vurdere, hvordan cellerne bliver beskadiget, når de behandles til konservering, opbevaring eller emballering, " sagde Dr. Rathnayaka.

"Denne innovation har potentiale til at påvirke fremtiden for fødevaretørringsprocesser globalt med hensyn til at reducere omkostningerne, optimering af fødevareforarbejdning, energibesparelse og øget tørret mads holdbarhed."

Nøglefund:

• Studiet ser på, hvordan planteceller opfører sig under forskellige typer mekaniske kræfter
• Forskning involverede to-trins simulering og eksperimentelle faser
• Den udviklede beregningsmodel viste endegyldigt, at den kan simulere den mikromekaniske opførsel af tørrede planteceller
• Give indsigt i forbedring af design af industrimaskiner til fødevaretørringsprocesser
• Implikationer for at gå ud over planteceller til biomedicinske og menneskelige kosmetiske applikationer.

Dr. Rathnayaka sagde, at resultaterne af denne undersøgelse kunne føre til bedre design til industriel tørring af frugter, grøntsager, eller ethvert andet plantebiologisk materiale.

Som et eksempel, han beskrev processen ved at bruge frisk frugt, såsom æbler, som samtidig blev tørret og afbildet og derefter sammenlignet med forudsigelserne fra simuleringerne.

De eksperimentelle data afslørede mikroskopiske væv af æblet og forskellene mellem friske forhold og ekstremt tørrede forhold, med billeder i journalen Blødt stof .

"En specifik grund til at bruge æble som repræsentativt plantefødemateriale skyldtes den rigelige tilgængelighed af eksperimentelle resultater, " han sagde.

"Det viste, at ved at kontrollere procesbetingelserne såsom temperatur, tryk, fugtighed og behandlingshastighed, det er muligt at kontrollere skaderne på æbleceller for at udvinde den bedste næringsværdi."

Han sagde, at resultaterne også viste, at ved ekstreme tørhedsniveauer, cellerne bliver naturligt beskadiget selv uden bearbejdning.

"På grund af det høje tryk i cellerne ved friske forhold, de er meget sårbare over for højere kræfter, der finder sted under forarbejdning, såsom skæring, pakning, eller ekstrudering, " han sagde.

"Dette giver værdifuld indsigt til ikke kun at behandle æbler, men mange andre sammenlignelige frugter og grøntsager."

Dr. Rathnayaka sagde, at undersøgelsens resultater har betydning for yderligere forskning i fødevareforarbejdning under tørkeforhold.

Han sagde, at der er behov for at finde innovative måder at undersøge høst og forarbejdning af produkter under ekstreme klimatiske forhold.

"I øjeblikket er der et forskningsmæssigt hul i nøjagtigt at evaluere og forudsige tørke- og varmebestandighed af plantefødevæv, " han sagde.

"COVID-19-pandemien har lagt endnu mere vægt på den stadigt voksende betydning af plantefødevaresikkerhed og mere effektive måder at kvantificere og forudsige landbrugsprodukters ydeevne under tørke."