بسیاری از ما تجربه ناخوشایند برداشتن سبزیجات تازهای مثل برگهای سبز را داشتهایم و دیدن اینکه قبل از مصرف پژمرده یا تغییر رنگ دادهاند. این مسئله فقط یک ناراحتی شخصی نیست، بلکه یک مشکل جهانی است. هدررفت مواد غذایی پس از برداشت بیش از ۳۰ درصد از تولیدات جهانی را شامل میشود که معادل حدود ۱.۳ میلیارد تن غذا در سال است؛ مقداری که میتواند بیش از یک میلیارد نفر را سالانه تغذیه کند. اگرچه سردخانهها میتوانند به حفظ تازگی محصولات کمک کنند، اما در بسیاری از نقاط جهان زیرساخت لازم برای نگهداری محصولات در طول حمل و نقل و انبارداری وجود ندارد و این مسئله، کاهش هدررفت غذا را به یک چالش جهانی تبدیل کرده است.
حفظ تازگی محصولات برای مدت طولانیتر
محققانی از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و ائتلاف تحقیقاتی مشترک سنگاپور و MIT (SMART) راهکار نوآورانهای برای حل این مشکل ارائه دادهاند. آنها از سوزنهای بسیار ریز ساخته شده از ابریشم و زیستتخریبپذیر استفاده میکنند تا ملاتونین همان ترکیبی که به خواب ما کمک میکند را پس از برداشت، به محصولات وارد کنند این سوزنهای ریز قادرند بدون ایجاد استرس در گیاه، لایه سخت خارجی آن را سوراخ کنند.
بندتو مارلی، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد مهندسی عمران و محیط زیست در MIT میگوید: «این اولین بار است که ما توانستهایم با استفاده از این سوزنهای ریز، طول عمر مفید یک محصول تازه بریده شده را افزایش دهیم.»تیم تحقیقاتی تمرکز خود را بر روی پاکچوی (pak choy)، یک سبزی برگدار بسیار محبوب و حساس گذاشتند. تزریق ملاتونین به پایه گیاه باعث افزایش طول عمر مفید آن تا چهار روز در دمای اتاق و ده روز در حالت سردخانهای شد.
قدرت ملاتونین در گیاهان و دوام بیشتر محصولات تازه با درمان ملاتونین
ملاتونین تنها برای خواب نیست؛ این هورمون نقش مهمی در رشد و پیری گیاه نیز ایفا میکند. محققان بررسی کردند که آیا معرفی دوزهای کم از این هورمون میتواند روند پیر شدن طبیعی گیاه را کند کند یا خیر.مارلی میگوید: «دوز ملاتونینی که وارد میکنیم آنقدر پایین است که کاملاً توسط گیاهان متابولیزه میشود و باعث افزایش قابل توجه ملاتونین موجود در محصول نمیشود. پاکچوی را انتخاب کردیم چون یکی از محصولات مهم در آسیا است و به سرعت فاسد میشود.»
محققان با استفاده از رنگ فلورسنت نشان دادند که موادی که به پایه گیاه وارد میشوند به تمام بافتها نفوذ میکنند. آنها همچنین ملاتونین را با روشهای اسپری و غوطهوری امتحان کردند اما تأثیری مشاهده نشد؛ اینجا بود که سوزنهای ریز وارد عمل شدند وقتی پژوهشگران پچهای حامل ملاتونین را به صورت دستی به پایه ساقه پاکچوی زدند و روند تغییرات را تحت نظر گرفتند، نتایج واضح بود.
گیاهان درمان نشده ظرف دو تا سه روز شروع به زرد شدن کردند و در روز چهارم دیگر قابل فروش نبودند، اما گیاهان درمان شده تا روز پنجم و حتی روز هشتم در دمای اتاق تازه و سبز باقی ماندند.مارلی گفت: «ما به وضوح دیدیم که میتوانیم بدون نیاز به زنجیره سرد، طول عمر پاکچوی را افزایش دهیم.»نتایج در سردخانه حتی چشمگیرتر بود؛ سبزیجات درمان شده تا روز ۲۵ رنگ و کیفیت خود را حفظ کردند که حدود پنج روز بیشتر از نمونههای درمان نشده بود.
کاهش استرس و هدررفت کمتر
مونیکا جانگیر، نویسنده مشترک اول و محقق سابق در آزمایشگاه علوم زیستی تماسک گفت: «آنالیز طیفی نشان داد که گیاهان درمان شده فعالیت آنتیاکسیدانی بالاتری دارند. همچنین تحلیل ژنی نشان داد ملاتونین باعث فعال شدن یک واکنش زنجیرهای محافظتی درون گیاه میشود که کلروفیل را حفظ کرده و هورمونها را تنظیم میکند تا روند پیری کندتر شود.»
این روش به گیاه کمک میکند تا با استرس ناشی از بریده شدن مقابله کند و این موجب میشود گیاه زنده و تازهتر بماند یانگیانگ هان، دیگر نویسنده مشترک و محقق در گروه تحقیقات فناوریهای کشاورزی پایدار گفت: «ما تأثیر ملاتونین را بر بهبود پاسخ استرس گیاه بعد از بریده شدن بررسی کردیم و دیدیم که اساساً ملاتونین استرس را کاهش داده و طول عمر محصول را افزایش میدهد.»
راهکاری برای مناطق بدون دسترسی به سردخانه و گسترش به محصولات دیگر
این روش میتواند در مناطقی که زیرساختهای سردخانهای قابل اعتماد ندارند، تحول بزرگی ایجاد کند و همچنین در لجستیک غذایی و زنجیرههای تأمین جهانی که هر روز تازگی اهمیت دارد، کاربرد فراوانی داشته باشد ساروجام راجانی، همکار ارشد این مطالعه از آزمایشگاه علوم زیستی تماسک در سنگاپور گفت: «هدررفت بعد از برداشت یک مسئله بسیار بزرگ است. این مشکل بهویژه در بازارهای نوظهور آفریقا و جنوب شرق آسیا که بسیاری از محصولات تولید میشوند اما در مسیر از مزارع به بازارها قابل نگهداری نیستند، اهمیت ویژهای دارد.»
اگرچه این روش در حال حاضر به صورت دستی انجام میشود، پژوهشگران قصد دارند در آینده از تراکتورها، پهپادها یا ماشینآلات دیگر برای افزایش کارایی استفاده کنند.مارلی توضیح میدهد: «برای اینکه این روش به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد، باید عملکرد و هزینه به حدی برسد که استفاده از آن برای کشاورزان مقرون به صرفه باشد.»
تیم تحقیقاتی همچنین برنامهریزی کرده است که هورمونهای گیاهی دیگر و محصولات تازه متفاوتی را آزمایش کند تا نه تنها طول عمر محصولات افزایش یابد بلکه بافت، شکل و ارزش تغذیهای آنها نیز بهبود یابد.مارلی افزود: «ما قصد داریم بررسی کنیم که چگونه میتوانیم تأثیر این روش را بر ارزش و کیفیت محصولات افزایش دهیم. مثلاً آیا میتوانیم ارزش غذایی، شکل و بافت محصول را تنظیم کنیم؟ همچنین به دنبال راههایی برای مقیاسبندی فناوری هستیم تا این روش بتواند در مزارع به کار رود.»
چشمانداز آینده و اهمیت توسعه فناوری
همانطور که پژوهشگران روی توسعه و بهبود این فناوری کار میکنند، مهم است که به چالشهای عملی و اقتصادی نیز توجه شود. برای اینکه این روش به طور گسترده در کشاورزی استفاده شود، باید هزینه تولید و استفاده از این سوزنهای ریز به حدی کاهش یابد که برای کشاورزان در همه جای دنیا قابل قبول باشد.
همچنین، آموزش و فرهنگسازی در میان کشاورزان درباره مزایا و نحوه استفاده از این فناوری نقش بسیار مهمی دارد.از سوی دیگر، همکاریهای بینالمللی و حمایتهای دولتی میتواند به تسریع ورود این فناوری به بازار و تسهیل دسترسی به آن کمک کند. کشورهایی که بیشترین آسیب را از هدررفت مواد غذایی میبینند، میتوانند از این فناوری برای بهبود امنیت غذایی و کاهش ضایعات استفاده کنند.
ملاتونین، که پیشتر بیشتر به عنوان هورمون تنظیم خواب در انسان شناخته میشد، اکنون به عنوان یک عنصر کلیدی در بهبود دوام و کیفیت محصولات کشاورزی مطرح شده است. این هورمون با تنظیم فرآیندهای زیستی گیاه، میتواند به حفظ رنگ سبز، کاهش پیری و مقابله با استرسهای محیطی کمک کنداستفاده از ملاتونین به صورت هدفمند و با دوزهای بسیار کم، بدون افزایش مضرات یا تغییرات ناخواسته در خواص غذایی محصولات، یک پیشرفت مهم در زمینه کشاورزی پایدار محسوب میشود.
فرصتها و چالشها در مسیر تجاریسازی
با توجه به نتایج امیدوارکنندهای که در مورد پاکچوی به دست آمده، قدم بعدی توسعه کاربرد این فناوری برای محصولات مختلف مانند کاهو، اسفناج، میوهها و حتی برخی سبزیجات ریشهای است. هر محصول ویژگیها و نیازهای خاص خود را دارد که باید در فرآیند تحقیق و توسعه در نظر گرفته شود یکی از چالشهای مهم، توسعه روشهای خودکار و مکانیزه برای اعمال این سوزنها بر روی محصولات است. استفاده از رباتها، پهپادها یا ماشینآلات تخصصی میتواند به افزایش سرعت و کاهش هزینهها کمک کند.
کاهش هدررفت مواد غذایی نه تنها به صرفهجویی اقتصادی کمک میکند، بلکه فشار روی منابع طبیعی مانند آب، زمین و انرژی را نیز کاهش میدهد. کمتر شدن ضایعات غذایی به معنی کاهش انتشار گازهای گلخانهای ناشی از تجزیه مواد زائد و همچنین کاهش نیاز به تولید اضافی غذا است که میتواند به مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کند.از نظر اجتماعی، دسترسی به محصولات تازهتر و با کیفیت بالاتر میتواند سلامت عمومی را بهبود بخشد و امنیت غذایی را در جوامع آسیبپذیر تقویت کند.
نتیجهگیری نهایی
تحقیق و فناوری جدید استفاده از سوزنهای میکروسکوپی ابریشمی برای تزریق ملاتونین به محصولات تازه، یک گام مهم به سوی کاهش هدررفت مواد غذایی و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی است. این روش نوآورانه نه تنها به افزایش طول عمر محصولات کمک میکند بلکه میتواند به عنوان بخشی از راهکارهای جامعتر برای کشاورزی پایدار، امنیت غذایی جهانی و مقابله با بحرانهای زیستمحیطی مورد استفاده قرار گیرد.
با ادامه تحقیقات، توسعه فناوری و همکاریهای گستردهتر، میتوان امیدوار بود که این نوآوری به زودی در مزارع و بازارهای سراسر جهان به کار گرفته شود و تأثیر مثبتی بر زندگی میلیونها نفر بگذارد با تحقیقات و توسعه بیشتر، این سوزنهای کوچک ابریشمی میتوانند گامی بزرگ در کاهش هدررفت مواد غذایی و رساندن محصولات تازه بیشتر به دست مردم در سراسر جهان باشند؛ یک پچ کوچک، یک تغییر بزرگ.
بیشتر بدانیم:
ملاتونین زیاد: چه اتفاقی میافتد؟
لینک منبع: earth
نظرات کاربران