Aplicació de polisacàrids d'algues en envasos d'aliments

Actualment, la contaminació per plàstic s'està convertint gradualment en el segon problema ambiental més urgent del món després del canvi climàtic, i suposa grans reptes per al desenvolupament sostenible global. La Xina és el major productor i consumidor de plàstics del món. Els plàstics sintètics fets amb productes derivats del petroli s'utilitzen àmpliament a la indústria d'envasament d'aliments. Els envasos de plàstic tradicionals sovint no són-reciclables, no-biodegradables i tenen poca reutilització, cosa que provoca una ràpida acumulació de residus plàstics als abocadors i als oceans, causant greus problemes ambientals i de salut. A més, els microplàstics i els additius tòxics dels plàstics també es poden acumular a través de la cadena alimentària.

Els materials d'embalatge biodegradables fets amb biopolímers poden substituir els materials d'embalatge no -biodegradables- a base de petroli, reduint la contaminació ambiental. Entre els biopolímers, els polisacàrids són abundants, de baix-cost, no-tòxics, renovables i respectuosos amb el medi ambient. Els polisacàrids d'algues com ara la carragenina, l'alginat, l'agar i l'ulvan tenen activitats biològiques com ara propietats antivirals, antibacterianes, anti-inflamatòries, antioxidants, antitumorals i-immunoreguladores, i s'utilitzen àmpliament en medicina, alimentació, cosmètica i altres camps. Al mateix temps, els polisacàrids d'algues tenen bones propietats-formadores de pel·lícula, una certa resistència mecànica i un bon rendiment de barrera de gas, el que els fa adequats per desenvolupar envasos de plàstic eco-ecològics que garanteixen la qualitat dels aliments i la seguretat microbiana.

En general, els polisacàrids d'algues s'apliquen sovint en materials d'envasament d'aliments en forma de compostos de polisacàrids. Els mètodes per modificar polímers basats en polisacàrids-inclouen la modificació química dels polisacàrids, l'addició d'additius naturals o químics (com ara plastificants, tensioactius, agents anti-marronatge, etc.), la barreja amb diferents tipus de polímers, el disseny de pel·lícules multicapa i l'addició de nanopartícules. Aquests mètodes poden produir materials compostos de polisacàrids utilitzats per desenvolupar nous tipus d'envasos d'aliments.

01

Pel·lícules i recobriments comestibles

Thakur et al. [2] va utilitzar midó d'arròs/ι-carragenina/àcid esteàric/glicerol/Tween 20 per crear un recobriment comestible amb una alta resistència a la tracció (116,5 N/m²), una solubilitat moderada (63,22%) i una baixa permeabilitat al vapor d'aigua (3,55 × 10⁻¹¹¹¹··s⁻⁻¹¹··s⁻⁻⁻¹¹··s⁻⁻⁻¹¹··m⁻⁻⁻ un recobriment comestible i conservant a la superfície de les fruites.

Peretto et al. [3] va preparar un recobriment comestible amb alginat de sodi/fenol de julivert/cinamat de metil, que es pot aplicar a les maduixes fresques mitjançant mètodes de polvorització o raspall electrostàtics. En comparació amb els mètodes de polvorització no-electrostàtics convencionals, aquest enfocament millora la fermesa de la fruita i altres propietats mecàniques, alhora que proporciona una major activitat antimicrobiana natural i conserva millor la frescor de les maduixes.

02

Embalatge actiu

Els envasos actius no només ofereixen una barrera inert contra les condicions externes, sinó que també tenen un paper important en la conservació dels aliments i el control de la qualitat. Els compostos actius dels envasos actius poden eliminar la humitat, el diòxid de carboni, l'oxigen o l'etilè dels aliments o del medi ambient, o proporcionar efectes antibacterians, antioxidants i-que milloren el sabor.

Figura 1 Pel·lícules i recobriments comestibles per a envasos actius basats en polisacàrids d'algues [1]


Les pel·lícules comestibles preparades a partir de κ- i ι-carragenina, glicerol i extracte de Lapacho tenen una bona activitat antioxidant, que ajuda a allargar la vida útil de fruites i verdures [4]. Les pel·lícules antimicrobianes fetes d'agar i nisina de Lactobacillus en sake poden substituir el paper d'alumini tradicional que s'utilitza en envasos de formatge [5]. L'addició de nanopartícules metàl·liques antibacterianes a les pel·lícules compostes de polisacàrids pot millorar significativament els efectes antimicrobians. Les pel·lícules d'envasament d'aliments actives desenvolupades a partir de nanopartícules de pullulan/carragenina CuS/D-limonè presenten una bona activitat antibacteriana contra patògens transmesos pels aliments [6]. La llum ultraviolada és un factor important que promou l'envelliment i el deteriorament dels aliments. Yang et al. [7] van desenvolupar pel·lícules actives amb propietats de bloqueig dels UV-i aïllament tèrmic mitjançant la integració de nanopartícules sòlides de melanina-de dopamina-inspirades en bio{15}}en pel·lícules d'alginat de sodi/alcohol polivinílic.

03

Embalatge intel·ligent

Els envasos intel·ligents poden proporcionar als consumidors informació ràpida, no-destructiva i-en temps real sobre la qualitat i la seguretat dels aliments envasats.

Entre aquestes, les pel·lícules de sensors de pH colorimètrics ofereixen un mètode segur i no-destructiu per avaluar visualment la frescor dels aliments durant l'emmagatzematge. Les pel·lícules de sensors de pH colorimètrics desenvolupades a partir de ι-carragenina i tints naturals barrejats presenten canvis de color clars (vermell-morat-blau{-verd{-groc) en un rang de pH d'1,0-12,0 i es poden utilitzar per detectar el deteriorament dels aliments [8]. Les pel·lícules colorimètriques preparades mitjançant la incorporació d'extracte d'orujo de gerds a les pel·lícules compostes de pectina/alginat de sodi/goma xantana mostren canvis de color notables del rosa-vermell-marró-blau-verd fosc en el rang de pH de 5-10, cosa que els fa útils per detectar la frescor dels aliments rics en proteïnes [9].

Figura 2 Esquema d'embalatge intel·ligent i indicadors de frescor