Forschungsgruppe entwickelt biologisch abbaubare Folie, die Lebensmittel länger frisch hält
Das Material wurde von brasilianischen Forschern entwickelt und besteht aus einem Limonen-Derivat aus Zitrusschalen, das mit Chitosan, einem Biopolymer aus den Panzern von Krustentieren, gemischt wurde.
Die unterschiedslose Verwendung von Verpackungsmaterialien, die aus Erdöl hergestellt werden, hat zu einer enormen Anhäufung von Kunststoffen auf Mülldeponien und in den Ozeanen geführt, da diese Materialien nur schwer abbaubar sind und kaum recycelt werden. Um dieses Problem zu entschärfen und die wachsende Nachfrage nach Produkten zu befriedigen, die für die menschliche Gesundheit und die Umwelt unbedenklich sind, investiert die Lebensmittelindustrie in die Entwicklung nachhaltigerer Verpackungsalternativen, die sowohl die Nährstoffqualität als auch organoleptische Merkmale wie Farbe, Geschmack, Geruch und Textur erhalten.
Das Material wurde von brasilianischen Forschern entwickelt und enthält ein Limonen-Derivat aus Zitrusschalen, das mit Chitosan, einem Biopolymer aus dem Exoskelett von Krustentieren, gemischt wurde.
FEQ-UNICAMP
Ein Beispiel ist eine Folie aus einer Verbindung, die aus Limonen, dem Hauptbestandteil von Zitrusfruchtschalen, und Chitosan, einem Biopolymer, das aus dem Chitin in den Exoskeletten von Krustentieren gewonnen wird, hergestellt wird.
Die Folie wurde von einer Forschungsgruppe im brasilianischen Bundesstaat São Paulo entwickelt, die sich aus Wissenschaftlern der Abteilung für Werkstofftechnik und Bioprozesse an der Fakultät für Chemieingenieurwesen der Staatlichen Universität Campinas (FEQ-UNICAMP) und dem Zentrum für Verpackungstechnologie am Institut für Lebensmitteltechnologie (ITAL) des Ministeriums für Landwirtschaft und Versorgung des Bundesstaates São Paulo, ebenfalls in Campinas, zusammensetzt.
Die Forschungsergebnisse werden in einem Artikel in der Zeitschrift Food Packaging and Shelf Life veröffentlicht.
"Wir haben uns auf Limonen konzentriert, weil Brasilien einer der größten Orangenproduzenten der Welt ist[wenn nicht sogar der größte] und São Paulo der führende Orangen produzierende Staat ist", sagte Roniérik Pioli Vieira, letzter Autor des Artikels und Professor an der FEQ-UNICAMP.
Limonen wurde schon früher in Folien für Lebensmittelverpackungen verwendet, um dank seiner antioxidativen und antimikrobiellen Wirkung die Konservierung zu verbessern, aber seine Leistung wird durch die Flüchtigkeit und Instabilität während des Verpackungsherstellungsprozesses beeinträchtigt, selbst im Labormaßstab.
Dies ist eines der Hindernisse für die Verwendung bioaktiver Verbindungen in kommerziellen Verpackungen. Sie werden häufig in Prozessen hergestellt, die hohe Temperaturen und hohe Schergeschwindigkeiten beim Schneiden oder Formen erfordern. Bioaktive Zusatzstoffe bauen sich bei diesen Prozessen leicht ab.
"Um dieses Problem zu lösen, kamen wir auf die Idee, ein Derivat von Limonen namens Poly(limonen) zu verwenden, das nicht flüchtig oder besonders instabil ist", so Vieira.
Die Forscher wählten Chitosan für die Filmmatrix, weil es ein Polymer natürlichen Ursprungs ist und über bekannte antioxidative und antimikrobielle Eigenschaften verfügt. Ihre Hypothese war, dass die Kombination der beiden Materialien einen Film mit verbesserten bioaktiven Eigenschaften ergeben würde.
Im Labor verglichen die Wissenschaftler Filme mit Limonen und Poly(limonen) in unterschiedlichen Anteilen, um eine Möglichkeit zu finden, sie mit Chitosan zu kombinieren, da sie sich theoretisch nicht vermischen. Die Forscher entschieden sich für die Polymerisation, ein Verfahren, bei dem Polymere aus kleineren organischen Molekülen hergestellt werden. In diesem Fall verwendeten sie eine Verbindung mit polaren chemischen Funktionen, um die Reaktion einzuleiten und die Wechselwirkung zwischen dem Zusatzstoff und der Polymermatrix zu verstärken. Anschließend analysierten sie den entstandenen Film, um Eigenschaften wie die antioxidative Kapazität, den Licht- und Wasserdampfschutz und die Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen zu bewerten.
Die Ergebnisse waren sehr zufriedenstellend. "Die Folien mit dem Poly(limonen)-Additiv übertrafen die mit Limonen, vor allem in Bezug auf die antioxidative Aktivität, die etwa doppelt so stark war", so Vieira. Die Substanz erwies sich auch als zufriedenstellend als Blocker für ultraviolette Strahlung und als nicht flüchtig, was sie für die Herstellung von Verpackungen in großem Maßstab geeignet macht, wo die Verarbeitungsbedingungen strenger sind.
Die Folien stehen den Herstellern noch nicht zur Verfügung, vor allem, weil Kunststoff auf Chitosanbasis noch nicht in ausreichendem Umfang hergestellt wird, um wettbewerbsfähig zu sein, aber auch, weil das Poly(limonen)-Herstellungsverfahren noch optimiert werden muss, um die Ausbeute zu verbessern, und bei der Herstellung kommerzieller Verpackungen getestet werden muss.
"Unsere Gruppe arbeitet an diesem Thema. Wir haben andere Anwendungen von Poly(limonen) untersucht, zum Beispiel im biomedizinischen Bereich. Wir versuchen, die Multifunktionalität dieses Zusatzstoffs zu demonstrieren, der aus erneuerbaren Quellen stammt", so Vieira.
Die Studie wurde von der FAPESP über zwei Projekte (20/14837-3 und 21/04043-2) finanziert.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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