La ricerca nel campo dei materiali da imballaggio si sta orientando verso soluzioni sempre più sostenibili, con l'obiettivo di ridurre l'impatto ambientale causato dai materiali plastici classici. In questo contesto, un gruppo di ricercatori cinesi ha sviluppato una pellicola composita biodegradabile a base di gelatina, pectina e nanofibre di cellulosa (CNF), arricchita con un agente antibatterico chiamato “poli-esametilene biguanide cloridrato” (PHMB).
Questa pellicola può rappresentare un potenziale sostituto dei tradizionali film in polietilene (PE), comunemente utilizzati per il confezionamento della frutta, come le ciliegie.
La pellicola è stata creata attraverso un processo di “solvent casting”, che ha permesso di integrare CNF e PHMB nella matrice di gelatina e pectina. Le analisi hanno dimostrato che l'aggiunta di CNF ha migliorato significativamente le proprietà di barriera del film, riducendo la permeabilità all'acqua e all'ossigeno.
Inoltre, il PHMB ha conferito al materiale proprietà antibatteriche, riducendo l'attività microbica su batteri come Staphylococcus aureus ed Escherichia coli. Oltre a questo, il PHMB ha anche migliorato le prestazioni meccaniche della pellicola, rendendola più resistente.
Inoltre, le pellicole che incorporano PHMB in concentrazioni variabili (fino al 6% del peso totale) hanno dimostrato una maggiore resistenza alla solubilità in acqua, il che le rende particolarmente efficaci per la protezione di alimenti che richiedono una barriera contro l'umidità.
Un aspetto chiave di questa ricerca è stata l'applicazione pratica del film biodegradabile nel confezionamento delle ciliegie. Durante un periodo di conservazione di 12 giorni, la pellicola ha dimostrato di essere più efficace rispetto alle pellicole tradizionali nel mantenere l'aspetto e la freschezza delle ciliegie.
Il gruppo sperimentale trattato con il film a base di gelatina, pectina, CNF e PHMB ha registrato un tasso di deterioramento notevolmente inferiore rispetto al gruppo di controllo non sigillato e a quello confezionato con pellicola di polietilene (PE). Le ciliegie confezionate con il nuovo film hanno mantenuto una qualità visiva superiore, mostrando minore marciume e perdita di peso.
Un altro importante vantaggio di questo materiale è la sua biodegradabilità. I test di degradazione in suolo hanno mostrato una rapida decomposizione del film, il quale ha perso la sua forma originale già in 16 giorni. Questo risultato è promettente per l'utilizzo di questo materiale in applicazioni a breve termine, come l'imballaggio di prodotti freschi, dove la sostenibilità e la riduzione dei rifiuti plastici sono una priorità.
Nonostante questi risultati incoraggianti, lo studio ha anche evidenziato alcune limitazioni. Ad esempio, il film non ha ancora integrato una funzionalità di monitoraggio della freschezza in tempo reale, una caratteristica che potrebbe essere utile per segnalare visivamente lo stato di conservazione dei prodotti alimentari.
In conclusione, questa pellicola biodegradabile rappresenta un'importante innovazione nel settore degli imballaggi alimentari. Non solo offre una valida alternativa alle pellicole in plastica tradizionali, grazie alla sua resistenza ed alle sue proprietà antibatteriche, ma contribuisce anche a ridurre l'inquinamento ambientale grazie alla sua rapida biodegradabilità ed alla possibilità di essere ricavata da sottoprodotti.
Fonte: Lou, L., Chen, H., & Zhang, L. (2024). Biodegradable gelatin/pectin films containing cellulose nanofibers and biguanide polymers: Characterization and application in sweet cherry packaging. International Journal of Biological Macromolecules, 274, 133530. https://doi-org/10.1016/j.ijbiomac.2024.133530.
Immagine: Science Direct
Andrea Giovannini
Università di Bologna (IT)
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