O amenii de știință au dezvoltat un plastic comestibil, biodegradabil și antimicrobian pentru ambalarea alimentelor.
Ambalajul alimentelor este o cauză majoră a poluării mediului la nivel global. Peste 350 de milioane de tone metrice de plastic sunt produse în fiecare an – o mare parte dintre acestea ajungând în căile noastre navigabile. Dintre tot gunoiul care ajunge în oceane, 85% este poluare cu plastic. Producția de plastic se bazează, de asemenea, pe utilizarea combustibililor fosili precum petrolul.
Având în vedere toate aceste dezavantaje, reducerea utilizării combustibililor fosili pentru a produce plastic este ținta a numeroase cercetări în întreaga lume. În spațiul de ambalare a alimentelor, experții în materiale s-au concentrat pe dezvoltarea materialelor de ambalare biodegradabile care, de asemenea, previn contaminarea cu microorganisme și prelungesc perioada de valabilitate pentru a reduce pierderile.
Ca parte a acestui efort, o echipă de cercetare numită Grupul de compozite și nanocompozite hibride (GCNH) de la Universitatea de Stat din São Paulo (UNESP) a produs un „plastic verde” care speră că poate oferi o soluție pentru industria alimentară.
Cercetarea, publicată în revista Polymers, arată că echipa a produs un bioplastic din gelatină bovină de tip B, un ingredient despre care se spune că se găsește cu ușurință în magazinele de vânzare cu amănuntul sub formă de pulbere incoloră.
„Gelatina a fost unul dintre primele materiale utilizate în producția de biopolimeri. Este încă folosit pe scară largă datorită abundenței sale, costului scăzut și proprietăților excelente de formare a peliculei”, a declarat chimistul și cercetătorul în domeniul materialelor Márcia Regina de Moura Aouada, profesor la Școala de Inginerie Ilha Solteira (FEIS-UNESP) și ultimul autor al studiului.
„Cu toate acestea, biopolimerii pentru ambalare au caracteristici care trebuie îmbunătățite pentru a fi comparabili cu produsele petroliere, mai ales în ceea ce privește proprietățile mecanice și permeabilitatea la vapori, așa că am adăugat nanoargilă Na+ la gelatină”, a explicat ea.
Rezistență îmbunătățită și termen de valabilitate prelungit
Adăugarea de nanoargilă a făcut filmul mai omogen și a crescut rezistența la tracțiune la 70 megapascali (MPa). Ambalajele convenționale din polietilenă au mai puțin de jumătate din această rezistență la tracțiune (în intervalul 20 MPa-30 MPa).
„Pe lângă nano argilă, am adăugat și o nano emulsie făcută din ulei esențial de piper negru pentru a oferi ambalajului o aromă și un miros mai atractiv. Amestecul prelungește, de asemenea, durata de valabilitate a produselor alimentare ambalate cu materialul, datorită includerii componentelor antimicrobiene și antioxidante în matricea polimerică”, a spus ea.
Bioplasticul a fost conceput inițial pentru a ambala hamburgerii de vită, care sunt vulnerabili la contaminarea microbiană și au un miros puternic. Cu toate acestea, cercetătorii au spus că principiul adăugării nanoemulsiei de nanoargilă și ulei esențial la o matrice de gelatină „poate și va fi” extins la alte alimente, variind tipul și proporția de ulei esențial utilizat.
Grupul produce, de asemenea, pansamente din celuloză bacteriană și ambalaje comestibile care conțin nanostructuri derivate din piure de varză, piure de cacao, piure de cupuassu (Theobroma grandiflorum), extract de camu camu (Myrciaria dubia) și nanoemulsii, cu potențiale aplicații în industria alimentară, farmaceutică și cosmetică.
Cercetarea este susținută de FAPESP printr-un Grant de Cercetare și, de asemenea, prin Centrul pentru Dezvoltarea Materialelor Funcționale (CDMF), un Centru de Cercetare, Inovare și Diseminare (RIDC) găzduit de Universitatea Federală din São Carlos (UFSCar).
Sursa „Performanța filmelor de gelatină întărite cu Na+ și nanoemulsie cu ulei esențial de piper negru”, Revista Polymers (Polimeri), DOI: www.mdpi.com/2073-4360/13/24/4298, autori: Fauze Aouada, Tascila Saranti (MSc) și Pamela Melo (dr.) de la UNESP; și Miguel Cerqueira, de la Laboratorul Internațional Iberic de Nanotehnologie, Portugalia.