Επιστημονική έρευνασχετικά με την παραγωγή, την ποιότητα και τις πιθανές εφαρμογές βρώσιμων/βιοαποικοδομήσιμων μεμβρανών στην παραγωγή τροφίμων έχει πραγματοποιηθεί από διάφορες ερευνητικές ομάδες παγκοσμίως και έχει αναφερθεί σε ερευνητικές δημοσιεύσεις5-9.Το τεράστιο εμπορικό και περιβαλλοντικό δυναμικό στον τομέα των βρώσιμων/βιοαποικοδομήσιμων μεμβρανών/επικαλύψεων έχει συχνά τονιστεί5,10,11και πολυάριθμες δημοσιεύσεις έχουν ασχοληθεί κυρίως με ζητήματα που σχετίζονται με τις μηχανικές ιδιότητες, τη μετανάστευση αερίων και τις επιπτώσεις άλλων παραγόντων σε αυτές τις ιδιότητες, όπως ο τύπος και η περιεκτικότητα πλαστικοποιητών, το pH, η σχετική υγρασία και θερμοκρασία κ.λπ.6, 8, 10-15.
Ωστόσο,έρευνα για βρώσιμα/βιοδιασπώμενα φιλμβρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο και η έρευνα για τη βιομηχανική εφαρμογή βρώσιμων/βιοαποικοδομήσιμων μεμβρανών έχει λάβει μεγαλύτερη προσοχή τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, η κάλυψη εξακολουθεί να είναι αρκετά περιορισμένη.
Ερευνητές σεο Όμιλος Συσκευασίας Τροφίμων, Τμήμα Επιστημών Τροφίμων και Διατροφής, University College Cork, Ιρλανδία, έχουν αναπτύξει πολλά λειτουργικά, βρώσιμα/βιοδιασπώμενα φιλμ βασισμένα σε βιοπολυμερή, τα τελευταία χρόνια.
Οι περιορισμοί της βρώσιμης συσκευασίας
Γενικά, οι βρώσιμες μεμβράνες έχουν περιορισμένη εφαρμογή κυρίως λόγω των κατώτερων φυσικών τους χαρακτηριστικών.Για παράδειγμα, μεμονωμένες μεμβράνες με βάση τα λιπίδια έχουν καλές ιδιότητες φραγμού υγρασίας αλλά δεν περιέχουν μηχανική αντοχή23.Συνεπώς, σχηματίστηκαν ελασματοποιημένες μεμβράνες με συγκόλληση δύο ή περισσότερων μεμβρανών βιοπολυμερούς μαζί.Ωστόσο, οι ελασματοποιημένες μεμβράνες είναι πλεονεκτικές για τις απλές μεμβράνες βιοπολυμερούς που βασίζονται σε γαλάκτωμα λόγω της κατοχής τους ενισχυμένων ιδιοτήτων φραγμού.Η δημιουργία πολυστρωματικών δομών έχει τη δυνατότητα να ξεπεράσει αυτές τις ελλείψεις με την κατασκευή βρώσιμων/βιοδιασπώμενων μεμβρανών με πολλαπλά λειτουργικά στρώματα.
Βρώσιμα φιλμ και επικαλύψειςπου βασίζονται σε υδατοδιαλυτές πρωτεΐνες είναι συχνά οι ίδιες υδατοδιαλυτές αλλά διαθέτουν εξαιρετικές ιδιότητες φραγμού οξυγόνου, λιπιδίων και γεύσης.Οι πρωτεΐνες δρουν ως συνεκτική, δομική μήτρα σε συστήματα πολλαπλών συστατικών, αποδίδοντας μεμβράνες και επικαλύψεις με καλές μηχανικές ιδιότητες.Τα λιπίδια, από την άλλη πλευρά, λειτουργούν ως καλοί φραγμοί υγρασίας, αλλά έχουν φτωχούς φραγμούς αερίων, λιπιδίων και γεύσης.Συνδυάζοντας πρωτεΐνες και λιπίδια σε γαλάκτωμα ή διπλή στιβάδα (μια μεμβράνη που αποτελείται από δύο μοριακά στρώματα), τα θετικά χαρακτηριστικά και των δύο μπορούν να συνδυαστούν και τα αρνητικά να ελαχιστοποιηθούν.
Από την έρευνα που διεξήγαγε ηΟμάδα Συσκευασίας Τροφίμωνστο UCC, τα γενικά χαρακτηριστικά των ανεπτυγμένων βρώσιμων/βιοαποικοδομήσιμων μεμβρανών είναι τα εξής:
- Το πάχος των κατασκευασμένων βρώσιμων/βιοαποικοδομήσιμων μεμβρανών κυμαίνεται από 25μm έως 140μm
- Οι μεμβράνες μπορεί να είναι διαυγείς, διαφανείς και ημιδιαφανείς ή αδιαφανείς ανάλογα με τα συστατικά που χρησιμοποιούνται και την τεχνική επεξεργασίας που χρησιμοποιείται
- Η γήρανση συγκεκριμένων τύπων φιλμ κάτω από ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες βελτίωσε τις μηχανικές ιδιότητες και τις ιδιότητες φραγμού αερίων
- Η αποθήκευση των μεμβρανών σε συνθήκες περιβάλλοντος (18-23°C, 40-65 τοις εκατό RH) για πέντε χρόνια δεν άλλαξε σημαντικά τα δομικά χαρακτηριστικά
- Οι μεμβράνες που σχηματίζονται από διάφορα συστατικά μπορούν σχετικά εύκολα να ελασματοποιηθούν μαζί
- Οι κατασκευασμένες μεμβράνες μπορούν να φέρουν ετικέτα, να εκτυπωθούν ή να σφραγιστούν με θερμότητα
- Μικρές διακυμάνσεις στη μικροδομή του φιλμ (π.χ. διαχωρισμός φάσης βιοπολυμερούς) επηρεάζουν τις ιδιότητες του φιλμ
Ώρα δημοσίευσης: Mar-05-2021