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Imballaggio alimentare intelligente e sostenibile a base di proteine del mais

Un nuovo materiale che si basa su biopolimeri, solventi non tossici e antimicrobici di origine naturale, messo a punto da ricercatori delle Università di Singapore e di Harvard, ha la potenzialità di migliorare la sicurezza e la qualità dell’imballaggio alimentare e ridurre l’impatto sull’ambiente di quelli in plastica.

Un terzo del cibo prodotto non arriva mai a tavola, perdendosi lungo la catena di approvvigionamento a causa di deterioramento e inefficienze logistiche. Ogni giorno nei supermercati vengono buttate tonnellate di cibo deteriorato, in particolare di frutta e verdura che hanno una durata di pochi giorni. 

Per prolungare la durata di conservazione dei prodotti freschi, un gruppo di ricercatori della Nanyang Technological University (NTU) di Singapore  e della statunitense Università di Harvard – Chan School of Public Health Initiative for Sustainable Nanotechnology ha sviluppato un nuovo materiale per gli imballaggi alimentari biodegradabile, non tossico e antimicrobico, che prolungherebbe la durata di conservazione di frutta e verdura.

Peraltro, l’industria degli imballaggi è il più grande e crescente consumatore di plastica sintetica derivata da combustibili fossili, e gli imballaggi alimentari di plastica rappresentano la maggior parte dei rifiuti di plastica che inquinano l’ambiente.

I risultati della ricerca sono stati rilasciati nello Studio Enzyme- and Relative Humidity-Responsive Antimicrobial Fibers for Active Food Packaging”, pubblicato sulla Rivista accademica ACS Applied Materials & Interfaces,e sottoposta a revisione

Negli esperimenti di laboratorio, se esposte a un aumento dell’umidità o di enzimi da batteri nocivi, le fibre della confezione hanno rilasciato composti antimicrobici naturali, uccidendo anche i comuni batteri pericolosi che contaminano gli alimenti, come E. Coli e Listeria, e alcuni funghi, in risposta alla presenza di umidità o batteri aggiuntivi, garantendo che la confezione possa sopportare diverse esposizioni e durare per mesi.

Poiché i composti che combattono i batteri crescono sulla superficie della confezione e sul prodotto alimentare stesso, oltre a frutta e verdura, possono essere utilizzati per un’ampia varietà di prodotti, alimentari quali cibi pronti e carni.

In un esperimento, le fragole avvolte nella confezione sono rimaste fresche per 7 giorni prima di sviluppare la muffa, mentre quelle conservate nelle tradizionali scatole di plastica per frutta, sono rimaste fresche solo per 4 giorni.

Questa soluzione potrebbe costituire un’opzione migliore per il confezionamento nell’industria alimentare, poiché ha dimostrato qualità antimicrobiche superiori nella lotta contro una miriade di batteri alimentari e funghi correlati che potrebbero essere dannosi per l’uomo – ha dichiarato la professoressa Mary Chan, Direttrice del Center of Antimicrobial Bioengineering della NTU, che ha co-diretto il progetto – Il packaging può essere applicato a vari prodotti come pesce, carne, verdura e frutta. Il rilascio intelligente di antimicrobici solo in presenza di batteri o umidità elevata, fornisce protezione solo quando necessario, riducendo così al minimo l’uso di sostanze chimiche e preservando la composizione naturale degli alimenti confezionati“.

L’imballaggio alimentare sperimentato è prodotto mediante elettrofilatura (processo produttivo elettrodinamico utilizzato sia industrialmente sia a livello di ricerca laboratoriale per la produzione di fibre con diametri estremamente ridotti, tipicamente inferiori al micron, fino a pochi nanometri) da una proteina del mais chiamata zeina, amido e altri biopolimeri di derivazione naturale, intrisi di un cocktail di composti antimicrobici naturali, tra cui olio di timo e acido citrico

Sicurezza e lo spreco alimentari sono diventati una delle principali sfide per la società dei nostri tempi con un immenso impatto sulla salute pubblica e sull’economia che compromette la sicurezza alimentare – ha affermato a sua volta l’altro co-Direttore Philip DemoKritou, Professore di Salute ambientale all’Harvard TH Chan School – Uno dei modi più efficienti per migliorare la sicurezza alimentare e ridurre il deterioramento e gli sprechi, ed eliminare i danni all’ambiente e alla salute è di ridurre l’uso di plastica non biodegradabile a livello globale, e promuovere sistemi groalimentari sostenibili

Il team di ricercatori della NTU e della Harvard Chan School spera di ampliare la propria tecnologia con un partner industriale, con l’obiettivo della commercializzazione entro i prossimi anni. Attualmente sta anche lavorando allo sviluppo di altre tecnologie per sviluppare materiali per imballaggi alimentari intelligenti a base di biopolimeri per migliorare la sicurezza e la qualità degli alimenti.

In copertina: Un lotto di fragole avvolto con la pellicola di biopolimero sviluppato da NTU e Harvard TH Chan School; sono durate circa 3 giorni in più prima di formare muffe, rispetto a quelle conservate all’interno di una normale confezione di plastica (Fonte:Aytac et al, 2021)

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