Argila modificada da Universidade de Copenhaga captura etileno e reduz o desperdício alimentar

A fruta que compramos nem sempre vem de perto: muitas vezes percorre milhares de quilómetros antes de chegar à cozinha.

Abacates do Chile, bananas da Costa Rica, tomates do sul de Espanha e mangas do Brasil podem passar dias - ou até semanas - a circular por cadeias de abastecimento até chegarem às mãos de quem compra.

Essa viagem longa traz um problema sério. Milhões de toneladas de frutas e legumes estragam-se antes mesmo de chegarem às prateleiras.

Uma parte importante dessas perdas está ligada a um gás natural libertado pelos próprios alimentos frescos.

Quando o amadurecimento acelera

O etileno é uma hormona vegetal em forma gasosa. Muitos frutos e hortícolas emitem-no à medida que amadurecem.

Este gás ajuda a regular o processo de amadurecimento, mas, quando a fruta e os legumes ficam fechados em contentores de transporte, armazéns e outros espaços pouco ventilados, o etileno pode acumular-se.

Com o aumento da concentração, o amadurecimento acelera e os produtos podem apodrecer antes de chegarem aos consumidores.

Agora, cientistas defendem que um material surpreendentemente simples pode contribuir para enfrentar este desafio: a argila.

Um material natural com uma nova função

Uma equipa da Universidade de Copenhaga concluiu que a argila comum pode vir a ser uma ferramenta útil no combate ao desperdício alimentar.

Ao modificar o material para aprisionar etileno, os investigadores pretendem atrasar o amadurecimento de produtos frescos durante o transporte e o armazenamento.

O estudo foi liderado pela professora Heloisa Bordallo, do Instituto Niels Bohr.

“Clay is an interesting material because it is natural, cheap, non-toxic and found everywhere – and we can absorb it safely into the body,” referiu Bordallo.

“Our thought was: Can we use chemistry and physics to modify clay so that it captures the gas and thus slows down the ripening process? We have succeeded in doing so.”

Para começar, os cientistas testaram a argila tal como ocorre na natureza. Nessa forma, conseguiu absorver apenas uma pequena quantidade de etileno.

Depois, recorreram a um tratamento químico suave para ampliar os microespaços no interior da estrutura da argila. Com isso, o material passou a capturar muito mais gás e, ao mesmo tempo, a dificultar que este voltasse a escapar.

Compreender como o processo funciona

A equipa trabalhou com um mineral de argila natural chamado montmorilonite. Por ser abundante, não tóxico e barato, é um candidato apelativo para utilização à escala industrial.

Para perceber com precisão como o etileno se desloca no interior do material, os investigadores usaram medições avançadas com neutrões e raios X, juntamente com técnicas de análise térmica que acompanham a forma como os materiais reagem ao calor.

Karina Kovalchuk, membro do grupo de Bordallo no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, é a primeira autora do estudo.

“Now we know the fundamental physics and chemistry of the process that affects the clay’s ability to absorb and retain ethylene. We didn’t do that before,” afirmou Kovalchuk.

“So now we can control and optimize the process, which is necessary for it to be used in industry.”

Pequenos saquinhos com grande impacto

A aplicação proposta é, na prática, bastante simples.

“We imagine small bags or pads of powdered clay that can be placed with fruit and vegetables during transport and absorb ethylene – in the same way as the moisture-absorbing silica bags that often come in the packaging when you buy, for example, shoes and electronics,” explicou Kovalchuk.

A equipa está agora a tentar melhorar ainda mais o material. Estão a explorar formas de aumentar a capacidade de captação de etileno, prolongar o tempo de retenção do gás e, ao mesmo tempo, manter um equilíbrio entre eficácia e responsabilidade ambiental.

Testes futuros deverão integrar a argila diretamente em sistemas de embalagem alimentar, para avaliar o desempenho em condições reais.

Menos desperdício alimentar, melhor sabor

O desperdício alimentar é um dos maiores desafios do sistema alimentar global. De acordo com estimativas internacionais, cerca de um terço de todos os alimentos produzidos no mundo perde-se ou é desperdiçado todos os anos.

Frutas e hortícolas representam uma fatia importante dessa perda, em grande parte por serem altamente perecíveis.

Se se conseguir reduzir a acumulação de etileno, mais produtos poderão resistir ao transporte sem se estragarem. Além disso, o sabor também pode beneficiar.

Muitos frutos são colhidos antes de atingirem a maturação completa, porque os produtores precisam de tempo extra para os enviar.

Embora a fruta colhida continue a amadurecer mais tarde, alguns compostos de sabor e aroma não chegam a desenvolver-se totalmente quando a colheita é feita demasiado cedo.

“If we manage to solve the problem with ethylene, it serves two good purposes. First, we can reduce the global problem of food waste,” disse Bordallo.

“At the same time, it can make it possible to harvest fruit later in the ripening process, so that consumers get fruit that tastes as it should.”

Para lá do corredor dos frescos

As conclusões podem vir a ter utilidade para além das embalagens alimentares. Muitas indústrias procuram materiais capazes de capturar e reter gases de forma seletiva.

A nova compreensão sobre a interação entre argila modificada e etileno pode, no futuro, ajudar a conceber materiais para outras tecnologias de gestão de gases.

Por enquanto, o foco mantém-se nos alimentos frescos. Se um simples “pacote” de argila conseguir que mais frutas e legumes completem o percurso da quinta até à mesa, poderá reduzir perdas, melhorar a qualidade e tirar melhor partido dos alimentos que já estão a ser produzidos em todo o mundo.

O estudo completo foi publicado na revista Applied Surface Science Advances.