受中式饮食的影响，中国是全球水果蔬菜产量和消费量最大的国家，人均果蔬消费量位居世界第一。早在2001年，中国人均每日果蔬消耗量就高达1027克，占每日总食物消耗比例55%。近年来，随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对水果的新鲜程度要求也越来越高。尤其是网购和外卖业务的普及，许多水果蔬菜为了保鲜都被包上了一层薄膜，或使用塑料盒封装。
这些措施虽然保证了水果蔬菜的新鲜，但同时也产生了大量的塑料垃圾以及微塑料，不仅污染环境，也不利于我们的身体健康。为了减少塑料污染，来自瑞士联邦材料科学与技术实验室的Gustav Nyström教授与Tanja Zimmermann教授合作，带领研究团队利用胡萝卜渣以及蔬菜渣成功生产出了经济实惠的原纤化纤维素纳米纤维，并将其制备成了一种特殊的喷雾。
在实验中，研究人员证实，这种喷雾可以再果蔬表面形成保护性纤维涂层，并将香蕉的保质期延长了7天。Gustav Nyström教授表示，这种生物保护涂层是由天然果蔬残渣中的纤维素转化而来，对人体完全无害，且非常容易清洗。因此，它可以帮助人们延长水果蔬菜的保质期减少食物的浪费。不过我们的最大的目标还是希望它能够取代塑料包装，减少环境污染。
该研究以“Sustainable Cellulose Nanofiber Films from Carrot Pomace as Sprayable Coatings for Food Packaging Applications”为题，发表在最新一期的ACS Sustainable Chemistry & Engineering杂志上。
纤维素是地球上最丰富的生物聚合物，广泛存在于树木，农作物以及其他生物物质中。作为可再生材料，纤维素不仅分布广泛可持续使用，其独特的多维结构以及多种功能十分契合人类的生产需求。尤其是将纤维素进行分解后生成的原纤化纤维素，其尺寸可变可控，尤其是延伸至纳米级后，在机械、光学、热和流体学上都具有非常优秀的功能特性。
目前，全球领先的原纤化纤维素纳米纤维生产商普遍采用木浆作为原料，因为木头广泛存在，质量控制相对容易。然而，在Gustav Nyström教授看来，用木浆生产原纤化纤维素纳米纤维并不明智。首先，木头在人类生活中的用途非常广泛，重复制备对环境并不友好；其次，木材价格昂贵，成本较高；最后，木头中的木质素含量较高，木质纤维结合紧密，分离提取困难。
因此，长期以来，Gustav Nyström教授一直试图寻找新的原材料来生产原纤化纤维素纳米纤维。由于农业产物及食品废弃物中的木质纤维素结合紧密度非常低，木质素含量也非常低，用于生产原纤化纤维素纳米纤维成本也更低，是一种非常有潜力的原材料。其中，胡萝卜更是一种简单易得的产物。此前，已有初步研究表明，利用胡萝卜渣制造原纤化纤维素纳米纤维是可行的。
同时，胡萝卜渣来源的原纤化纤维素纳米纤维与木头来源的原纤化纤维素纳米纤维品质没有差别。更重要地是，利用胡萝卜渣制备原纤化纤维素纳米纤维所需的能量远低于利用木头制备。不过，胡萝卜渣在存储过程中容易变质，因此原材料的质量控制难以保证。为此，Gustav Nyström教授分别从新鲜的胡萝卜渣以及放置3周的胡萝卜渣中分离出了原纤化纤维素纳米纤维，并将其制备成悬浮液用于食品包装和保鲜。
结果发现，用胡萝卜渣制备原纤化纤维素纳米纤维时，无论胡萝卜渣是否新鲜，均不会影响原纤化纤维素纳米纤维的性能。具体来说，研究人员发现，这两种原材料制备的原纤化纤维素纳米纤维悬浮液，均具备良好的保鲜能力，可以将香蕉的保质期延长7天。