Bioplast fremstillet af nanocellulose og mango for at forbedre fødevarekonserveringen

Et forskerhold ved University of Cadiz (Spanien), sammen med forskere fra University of Aveiro (Portugal) fra forskningsgruppen Biopol4fun, har udviklet en bioaktiv eller funktionaliseret plast fremstillet af nanofibrilleret cellulose og mangobladekstrakter, der bevarer fødevarer længere end ikke-funktionaliseret plast.

Denne emballage er beregnet til at bevare fødevarernes egenskaber i længere tid uden behov for tilsætning af kemiske tilsætningsstoffer, da selve emballagen fungerer som en aktiv barriere, der favoriserer konservering. Dette skyldes, at denne bionedbrydelige film indeholder antimikrobielle og antioxidantforbindelser fra mangobladekstrakt, der er blevet testet in vitro, samtidig med at det tilbyder et kraftigere ultraviolet lysfilter, der forsinker madfordærv.

For at nå disse konklusioner, forskerne sammenlignede to forskellige teknikker til at skaffe emballagen. Den konventionelle består i at opløse komponenterne i et opløsningsmiddel, som senere fjernes. Den anden alternative procedure kræver ikke brug af kemiske opløsningsmidler, men bruger superkritisk CO ₂ at funktionalisere polymeren, som giver bioplasten mere effektive fysisk-kemiske og bioaktive egenskaber end dem, der opnås ved konventionel behandling. Det nye ved denne undersøgelse ligger i, at den validerer sidstnævnte metode til at opnå denne film, som forlænger fødevarekonservering og, på samme tid, fungerer som en barriere mod fødevarepatogener.

Denne bioaktive emballage, det er, med antimikrobielle og antioxidante egenskaber fra mangobladekstrakt, øger den beskyttende barriere mod ultraviolet lys. "Takket være det, mad pakket ind i denne film kunne opbevares længere uden tilsætning af konserveringsmidler. Selve filmen erstatter det kemiske tilsætningsstof, da det aktive stof udøver sin virkning via emballagen, uden at det er nødvendigt at tilsætte noget til fødevaren, "Cristina Cejudo, forsker ved University of Cadiz og medforfatter til undersøgelsen, påpegede til Fundación Descubre.

For at udvikle denne bioplast, Eksperterne brugte mangobladekstrakter fra beskæringsrester fra dyrkningen af ​​denne frugt på forsøgsgården hos Instituttet for Subtropisk og Middelhavsgartneri "La Mayora" i Malaga (Spanien). Den nanofibrillerede cellulose, der danner polymeren, kommer fra den kemiske og enzymatiske behandling af et affaldsprodukt fra papirindustrien.

Konventionel opløsningsmiddelstøbning versus superkritisk opløsningsmiddelimprægnering

Med disse materialer, forskerholdet har brugt to forskellige procedurer til at sammenligne deres fysiske egenskaber og bioaktive funktion, som forklaret i undersøgelsen, med titlen "Biobaserede film af nanocellulose og mangobladekstrakt til aktiv fødevareemballage:Superkritisk imprægnering versus opløsningsmiddelstøbning, " offentliggjort i tidsskriftet Food Hydrocolloids.

På den ene side, forskere brugte den konventionelle støbemetode, som består i at tilsætte den aktive forbindelse før polymerisering af plasten, det er, før binding af dets forbindelser. Processen består derfor i at opløse mangobladekstrakten og nanocellulosen og efterfølgende polymerisere og tørre opløsningsmidlerne ved en temperatur på 45ºC.

Til behandling baseret på den superkritiske imprægneringsteknologi, de brugte et ekstrakt, der tidligere var opnået ved samme teknik. "Ved at gøre det, en bedre opløsning af ekstraktet opnås under imprægneringen af ​​polymeren, da mangoekstrakten trænger ind i nanocellulosens sammensætning på overfladeniveau, som begunstiger migrationen af ​​de aktive stoffer, derved tager det mindre tid at udøve sin konserverende virkning, " forklarer forsker Cejudo.

En yderligere fordel ved den superkritiske teknik er, at patogenhæmningen er højere på grund af udvælgelsen af ​​de mest bioaktive forbindelser i mangoekstrakt til superkritisk imprægnering. Dette giver plasten en højere koncentration af disse forbindelser end den konventionelle teknik. "Som resultat, mangoens aktive egenskaber forbliver intakte efter imprægnering, hvilket øger filmens evne til at beskytte mad, " siger Cejudo.

Med disse resultater, forskerholdet har verificeret effektiviteten af ​​den superkritiske imprægneringsteknik for at opnå denne nye bioaktive emballage. "Denne behandling er effektiv og gyldig, fordi den hjælper med at bevare fødevarer med en mere letfordærvelig holdbarhed og giver også den fordel, at den kan påføres uden brug af opløsningsmidler eller kunstige kemiske forbindelser, " siger eksperten.

Hvorimod beholderen med den konventionelle metode er orangefarvet på grund af en stærkere interaktion mellem mangoen og polymeren, med den superkritiske imprægnering får den en grønlig farve, svarende til den oprindelige blanding, fordi aflejringen er mere overfladisk, hvilket også fremmer en hurtigere ydeevne af forbindelserne under emballering.

In vitro test på fødevarepatogener

Samtidig og for at teste effektiviteten af ​​den nye emballage opnået ved superkritisk imprægnering, forskerholdet evaluerede in vitro den antimikrobielle ydeevne mod to fødevarepatogener:Staphylococcus aureus og Escherichia coli.

Med denne test, de fandt ud af, at mangopolyfenolerne i den bioaktive film forhindrer spredningen af ​​begge mikroorganismer på grund af deres antimikrobielle egenskaber. "Dette resultat viser, at den nye bioplast kan bruges som emballage til at hæmme spredningen af ​​patogener og forhindre fødevarefordærvelse, " påpeger Cejudo.

Udover, tilstedeværelsen af ​​ekstraktet i filmen øger UV-barrieren, som reducerer mængden af ​​indfaldende lys, der også forårsager fødevarefordærvelse, især på fødevarer, der indeholder oxiderbare forbindelser såsom lipider.

Denne undersøgelse er et supplement til en lignende undersøgelse, de udførte for et år siden for at designe en anden ny form for emballage ved hjælp af en fødevareplastik, hvortil de tilføjede rødbedeekstrakt, rig på antioxidantforbindelser. Efter at have udført en foreløbig test, de opnåede et produkt, der har til formål at forbedre egenskaberne ved de beholdere, der i øjeblikket bruges, for at give fødevaren længere holdbarhed, uden at den mister sine egenskaber.

Det næste skridt for dette forskerhold vil være at studere, hvordan denne bioaktive emballage reagerer på at konservere especifikke fødevarer og at analysere dens ydeevne i pilotskala.