Inovativne protimikrobne in antioksidativne folije in filmi za živilsko embalažo

Ozadje

Raziskovalci Instituta »Jožef Stefan« in Univerze v Mariboru so razvili inovativno metodo ter zasnovo naprave za sintezo protimikrobnih in antioksidativnih folij in filmov. Material, obdelan s to metodo, ima izrazite protimikrobne in antioksidativne lastnosti, obenem pa je prepustnost za kisik močno zmanjšana. Iščejo se proizvajalci in druga industrijska podjetja, vključena v proizvodnjo fleksibilne plastične embalaže.

Opis izuma

Naraščajoča ozaveščenost javnosti o okoljskih in zdravstvenih vprašanjih ter stroge smernice in predpisi glede embalaže usmerjajo globalni trg živilske embalaže k biorazgradljivim materialom in drugim rešitvam, ki so cenovno, okoljsko in zdravstveno sprejemljive. Za proizvodnjo folij in filmov se pogosto uporabljata polipropilen (PP) in polietilen (PE), čeprav imata zelo nizko (če sploh kakršno) merljivo protimikrobno in antioksidativno delovanje, obenem pa sta prepustna za kisik. Posledično ti materiali postajajo manj primerni za živilsko embalažo, saj ne nudijo dovolj odpornosti proti patogenom, kvarjenje zapakiranih živil ni upočasnjeno v zadostni meri, zato je treba živilom dodajati kemične konzervanse za podaljšanje uporabnosti, medtem ko hranilne in senzorične lastnosti hitro upadajo. Rešitev: Inovativne protimikrobne in antioksidativne polimerne folije in filmi s plastjo hitosana ter dodatno aktivno plastjo za živilsko embalažo. Po tej specifični metodi se osnovna plast (PP, PE) najprej obdela z nevtralnimi kisikovimi atomi za izboljšanje omočenja, nato pa se nanese plast hitosana. Vloga te plasti je zagotoviti oviro za difuzijo kisika in antibakterijsko delovanje. Poleg tega omogoča čvrsto in učinkovito oprijemanje naslednje plasti, imenovane aktivna plast. V zadnjem koraku se naneseta tretja – aktivna plast – z antioksidantom (npr. izvleček granatnega jabolka) in nanodelci hitosana na predhodni dve plasti. Kot prikazujejo naslednje slike, prvi dve koloni predstavljata neobdelana PE in PP, medtem ko preostale kolone predstavljajo inovativni embalažni material. Laboratorijski testi so pokazali znatno povečano protimikrobno delovanje (Slika 1) in antioksidativno delovanje (Slika 2). Sočasno z metodo so raziskovalci razvili tudi dizajn naprave za implementacijo v proizvodni proces. Tehnologija je bila razvita na Institutu »Jožef Stefan« in Univerzi v Mariboru, vodilnih slovenskih raziskovalnih ustanovah. Raziskovalna skupina Laboratorija za karakterizacijo in procesiranje polimerov je specializirana za funkcionalne materiale na osnovi polisaharidov, medtem ko ima Odsek za inženirstvo površin in optoelektroniko bogate izkušnje z obdelavo površin.

Glavne prednosti

Prednosti tehnologije:

• Prepustnost za kisik je zmanjšana za 90 % ali več

• Antioksidativno delovanje je povečano za več kot 10-krat

• Protimikrobno delovanje je bistveno izboljšano (npr. bakterije Staphylococcus aureus so bile v testih zmanjšane za več kot 90 %)

• Hrana v embalaži ostane obstojna daljše obdobje