นักวิจัยนิสต์พบแบบจำลองคณิตศาสตร์สร้างวิธีกันบูด

เราใช้น้ำตาลเป็นสารถนอมอาหารป้องกันการบูดมายาวนานกว่าศตวรรษ แต่ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันมาตรฐานสหรัฐฯ เข้าใจพื้นฐาน และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกลไกพฤติกรรมสารกันบูด เชื่อจะเป็นแนวทางในการเพิ่มวิธียืดอายุให้กับวัคซีน อาหารหรือแม้แต่หนังสือในห้องสมุดได้

ตามรายงานของไซน์เดลีระบุว่า นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีสหรัฐฯ หรือนิสต์ (National Institute of Standards and Technology: NIST) พบว่า การทำให้แข็งเฉพาะจุด ของสารกันบูดนั้น เป็นปัจจัยที่ช่วยยืดอายุสิ่งของที่เน่าบูดได้ให้อยู่ได้ยาวนานขึ้น

โดยพื้นฐาน สารกันบูดจะไปทำให้โมเลกุลของเหลวหนืด และคงสภาพผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นไปได้ว่าการสั่นรัวของโมเลกุล เป็นเหตุให้เกิดการเน่าบูด อย่างเช่นกระบวนการทำให้โปรตีนเปลี่นยสภาพ นำไปสู่การสูญเสียการทำงานทางชีวภาพ

ในช่วง 2-3 ปีมานี้ ทีมวิจัยของสถาบันนิสต์ ได้ค้นพบความสำคัญยิ่งของโมเลกุลที่มีความถี่สูง ซึ่งสั่นรัวการรักษาสภาพของโปรตีน ทั้งนี้การคาดเดาว่า น้ำตาลและเกลือซึ่งเป็นสารถนอมอาหารที่ใช้มาตั้งแต่โบราณกาลนั้นทำงานได้ดีแค่ไหน ถือว่าเป็นศาสตร์ในทางศิลป์มากกว่าเป็นวิทยาศาสตร์

อย่างไรก็ดี ตอนนี้ทีมวิจัยของนิสต์ได้พัฒนาวิธีวัดการทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่ช้าลงในสูตรที่ใช้เพื่อถนอมอาหารได้แม่นยำขึ้น และนำไปสู่กรอบการทำงานเชิงคณิตศาสตร์ที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงนี้ได้

"สิ่งนี้อาจเปลี่ยนการคาดเดาไปสู่การประเมินที่ดีขึ้น เพื่อวิธีดีที่สุดในการป้องกันสิ่งของที่มีความจำเพาะ" แจ็ค ดักลาส (Jack Douglas) จากหน่วยวิชาพอลิเมอร์ของสถาบันนิสต์ให้ความเห็น

งานรายงานการวิจัยของทีมจากสถาบันนิสต์ พวกเขาได้เผยให้เห็นพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนที่รัวเร็วภายในส่วนผสม ซึ่งในวัสดุหลายอย่าง ซึ่งจะเป็นสัญญาณที่ดีในการช่วยพัฒนาวิธีกันบูดในอนาคต และงานวิจัยดังกล่าวยังมุ่งไปที่การทำความเข้าใจจุดกำเนิดพื้นฐานของผลกระทบจากการเคลื่อนไหวด้วยความถี่สูง และยังช่วยปรับปรุงการวัดและวิเคราะห์ ซึ่งทำให้นักวิจัยทราบกระบวนการที่เหมาะสมในการป้องกันบูด

"มีความสม่ำเสมอกับการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น และเราได้ยังแบบจำลองพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ ซึ่งช่วยสรุปการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้ ความสำคัญคือโครงสร้างทางคณิตศาสตร์นี้ช่วยให้คุณเข้าใจในปัญหาที่เกิดขึ้นกับวัสดุหลายๆ ชนิด" ดักลาสกล่าว

เขาได้สรุปว่า การค้นพบนี้ช่วยยืดอายุของวัคซีนและอาจนำไปประยุกต์ใช้กับวัสดุทางชีวภาพอื่นๆ อย่างเช่นเมล็ดพันธุ์พืชและอาหารที่ปรุงสำเร็จ เป็นต้น อีกทั้งความเข้าใจที่ลึกซึ้งยังอาจนำความเข้าใจนี้ไปคงสภาพหนังสือที่อยู่ในห้องสมุดได้

"การวัดนี้ช่วยประเมินอัตราสิ่งเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น และช่วยให้คุณทำนายได้ว่าจะใช้สารกันบูดมากหรือน้อยลงเพื่อให้เกิดผล หรือเข้าใจว่าสารชนิดหนึ่งนั้นไปหยุดการทำงานของสารอีกชนิดได้อย่างไร" ดักลาสสรุป.