Вашингтон [US]22 июля (): огромное количество пластика скопилось на свалках и в океане, поскольку упаковочные материалы, полученные из нефти, медленно разлагаются и редко перерабатываются.
Чтобы решить эту проблему и удовлетворить растущий спрос на продукты, безопасные для здоровья человека и окружающей среды, пищевая промышленность инвестирует в разработку более устойчивых альтернатив упаковки, которые сохраняют питательные качества, а также органолептические характеристики, такие как цвет, вкус, запах и текстура.
Примером может служить пленка, изготовленная из соединения, полученного из лимонена, основного компонента кожуры цитрусовых, и хитозана, биополимера, полученного из хитина, присутствующего в экзоскелетах ракообразных.
Фильм был разработан исследовательской группой в штате Сан-Паулу, Бразилия, в которую вошли ученые кафедры материаловедения и биопроцессов Школы химического машиностроения Государственного университета Кампинаса (FEQ-UNICAMP) и Центра упаковочных технологий Института пищевых технологий (ITAL) Департамента сельского хозяйства и снабжения штата Сан-Паулу, также в Кампинасе. Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Food Packaging and Shelf Life. «Мы сосредоточились на лимонене, поскольку Бразилия является одним из крупнейших в мире производителей апельсинов. [if not the largest] а Сан-Паулу является ведущим штатом по производству апельсинов», — сказал Роньерик Пиоли Виейра, последний автор статьи и профессор FEQ-UNICAMP. Лимонен ранее использовался в пленке для упаковки пищевых продуктов для улучшения сохранности благодаря его антиоксидантному и противомикробному действию, но его эффективность снижается из-за летучести и нестабильности в процессе производства упаковки, даже в лабораторных масштабах.
Это одно из препятствий на пути использования биоактивных соединений в коммерческой упаковке. Его часто производят в процессах, связанных с высокими температурами и высокими скоростями сдвига из-за резки или формовки. Биоактивные добавки легко разлагаются в этих процессах.
«Чтобы решить эту проблему, нам пришла в голову идея использовать производное лимонена под названием поли(лимонен), которое не является летучим или особенно нестабильным», — сказал Виейра.
Исследователи выбрали хитозан для матрицы пленки, поскольку он является полимером природного происхождения и обладает хорошо известными антиоксидантными и антимикробными свойствами. Их гипотеза заключалась в том, что объединение двух материалов позволит получить пленку с улучшенными биологически активными свойствами.
В лаборатории ученые сравнили пленки с лимоненом и поли(лимоненом) в различных пропорциях, чтобы найти способ соединить их с хитозаном, поскольку теоретически они не смешиваются.
Исследователи выбрали полимеризацию, процесс, при котором полимеры производятся из более мелких органических молекул. В этом случае они использовали соединение с полярными химическими функциями, чтобы запустить реакцию и усилить взаимодействие между добавкой и полимерной матрицей.
Затем они проанализировали полученную пленку, чтобы оценить такие свойства, как антиоксидантная способность, защита от света и водяного пара, а также устойчивость к высоким температурам.
Результаты были весьма удовлетворительными.
«Пленки с добавкой поли(лимонена) превзошли пленки с лимоненом, особенно с точки зрения антиоксидантной активности, которая была примерно в два раза сильнее», — сказал Виейра. Вещество также удовлетворительно зарекомендовало себя в качестве блокатора ультрафиолетового излучения и оказалось нелетучим, что делает его пригодным для крупномасштабного производства упаковки, где условия обработки более жесткие.
Пленки еще не доступны для использования производителями, главным образом потому, что пластик на основе хитозана еще не производится в достаточно больших масштабах, чтобы быть конкурентоспособным, а также потому, что процесс производства поли(лимонена) необходимо оптимизировать для повышения выхода и тестирования при производстве коммерческой упаковки.
«Наша группа работает над этим. Мы исследовали другие применения полилимонена, например, в биомедицинской сфере. Мы пытаемся продемонстрировать многофункциональность этой добавки, происхождение которой возобновляемо», — сказал Виейра. (АНИ)