Biobased e biodegradabile, antimicrobico e con una adeguata shelf-life: cosa chiedere di più ad un imballaggio per alimenti?
A mettere insieme caratteristiche non sempre compatibili tra loro è stato un gruppo di ricercatori della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) e della statunitense Harvard T.H. Chan School of Public Health.
Il materiale alla base del packaging è stato prodotto in laboratorio utilizzando la zeina, una proteina appartenente al gruppo delle prolammine, contenuta nei semi del mais e di altri cereali, amido e altri biopolimeri di origine vegetale; le proprietà antimicrobiche sono state invece ottenute con una miscela di composti naturali a base di olio di timo (erba aromatica usata in cucina) e acido citrico contenuto negli agrumi.
La particolarità della funzione antimicrobica è che si attiva solo in presenza di umidità e di enzimi rilasciati da batteri nocivi, come E.coli e Listeria, oppure funghi; in queste condizioni avviene il rilascio dei composti naturali dalle fibre che costituiscono la confezione (VIDEO).
Ciò consente all’imballaggio di resistere a diverse esposizioni anche per mesi senza perdere le proprietà antimicrobiche.
Inoltre, affermano i ricercatori, poiché la formulazione è in grado di contrastare la proliferazione di batteri sia sulla superficie del packaging, sia sul prodotto alimentare contenuto al suo interno, questa soluzione è potenzialmente adatta per un’ampia varietà di alimenti, inclusi cibi pronti, carne cruda, frutta, e verdure.
Per quanto riguarda la shelf-life, in un esperimento condotto in laboratorio, fragole confezionate nel nuovo imballo sono rimaste ‘fresche’ per sette giorni prima di presentare segni di muffa, rispetto ai quattro giorni dello stesso tipo di frutta conservata in una convenzionale confezione di plastica per prodotti ortofrutticoli.
Il materiale fibroso è stato prodotto mediante elettrofilatura (electrospinning) di zeina, composti antimicrobici addizionati a cellulosa e acido acetico.
“Questa invenzione potrebbe essere una valida opzione per il confezionamento nell’industria alimentare, poiché ha dimostrato qualità antimicrobiche superiori nel combattere una miriade batteri e funghi potenzialmente dannosi per l’uomo – commenta la prof. Mary Chan, direttrice del Centro di bioingegneria antimicrobica della NTU, che ha co-diretto il progetto (nella foto in alto) -. La confezione può essere utilizzata per svariati prodotti come pesce, carne, verdura e frutta. Il rilascio intelligente di antimicrobici solo in presenza di batteri o umidità elevata fornisce la protezione solo quando è necessaria, riducendo così al minimo l’uso di sostanze chimiche e preservando la composizione naturale degli alimenti confezionati”.
“Abbiamo utilizzato solo composti naturali tra cui biopolimeri, solventi non tossici e antimicrobici ispirati alla natura – aggiunge il prof. Philip Demokritou, docente di Environmental Health presso la Harvard Chan School, direttore del Nanotechnology and Nanotoxicology Center e condirettore del progetto di ricerca -. Abbiamo sviluppato sistemi scalabili per sintetizzare materiali antimicrobici intelligenti che possono essere utilizzati non solo per migliorare la sicurezza e la qualità degli alimenti, ma anche per eliminare il danno all’ambiente e alla salute e ridurre l’uso di plastica non biodegradabile a livello globale, promuovendo l’uso di sistemi agroalimentari sostenibili”.
Il team di ricercatori della NTU e della Harvard Chan School ha ora l’obiettivo di sviluppare questa tecnologia con un partner industriale, per poter arrivare sul mercato nell’arco di qualche anno.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica ACS Applied Materials & Interfaces, fascicolo di ottobre (abstract).
Articolo N.95 del 10-12-2022 | a cura di Luigi Campanella
Prof. Luigi Campanella. Si laurea in Chimica e ottiene l’Abilitazione alla professione di Chimico nel 1961. Professore Incaricato Stabilizzato, prima di “Esercitazioni di Chimica Industriale II”, poi di “Esercitazioni di Analisi Chimica Applicata, presso l’Università degli Studi di Roma “La Sapienza” dal 1967 al 1980. Professore Ordinario di “Chimica Analitica” dall’a.a. 1980/81 all’a.a. 2002-2003 e di Chimica dell’Ambiente e dei Beni Culturali successivamente a tale data. Promotore e Direttore del Centro Interdipartimentale per le Scienze Applicate alla protezione dell’Ambiente e dei Beni Culturali. Attuale Coordinatore del Polo Museale de La Sapienza. È autore di oltre 500 lavori nei settori della Chimica Analitica, dell’Elettrochimica, della Chimica Ambientale, delle Biotecnologie Analitiche, della Chimica dei Beni Culturali.