Nya forskningsrön om biopolymerer i förpackningar
Biopolymerer som effektiva syrgasbarriärer och beläggningar som motverkar mikrobiella angrepp i förpackningar. Maria Petersson, doktorand på SIK, SCA och Chalmers har studerat hur man kan förbättra filmer och beläggningar som används i förpackningar. Idag lägger hon fram sina resultat och slutsatser i en avhandling.
omgivande miljö. När ett livsmedel förpackas är det till exempel
viktigt att kontrollera transporten av fukt och syre mellan produkten
och den omgivande miljön. Permeation av vattenånga, d v s att den
vandrar genom förpackningsmaterialet, kan leda till uttorkning, ökad
mikrobiell aktivitet eller texturförändringar, medan transport av syre
kan leda till oxidativa reaktioner och härskning, förklarar Maria
Petersson.Bra för miljön
Av världens årliga oljeproduktion används ca 4% av plastindustrin. En
stor del går åt till förpackningar. Intresset för nedbrytbara material
tillverkade av förnyelsebara råvaror är därför stort eftersom dessa
material kan utgöra ett alternativ till petroleumbaserade material i
vissa applikationer och då ha mindre negativa effekter på miljön.
Biopolymerer, som exempelvis polysackarider och proteiner är
förnyelsebara. Material som tillverkas av biopolymerer är oftast också
nedbrytbara. Många biopolymerer och lipider går även att äta och kan
därför vara användbara i livsmedelsapplikationer, som skyddande
barriärer på ytan av eller inuti ett livsmedel.Fuktkänsliga
– Många biopolymerer är effektiva syrgasbarriärer. Tyvärr är de
fuktkänsliga. Om dessa material skall kunna utgöra ett alternativ till
petroleumbaserade plaster så måste fuktkänsligheten minskas. Detta kan
man lösa genom att till exempel blanda hydrofila biopolymerer, som t ex
polysackarider eller proteiner, med hydrofoba lipider, som t ex fetter
och vaxer, och utnyttja de positiva egenskaperna hos vardera
komponenten, berättar Maria.
När man tillverkar filmer som innehåller mer än komponent sker
ofta en fasseparation under filmbildningsprocessen. Fasseparationen och
hur de olika komponenterna fördelas i den färdiga filmen, d v s dess
mikrostruktur, kan utnyttjas för att skräddarsy och optimera olika
materialegenskaper, som till exempel barriäregenskaper.Bärare av aktiva substanser
Ett annat intressant användningsområde för filmer och beläggningar är
att använda dem som bärare av aktiva substanser som kan frisättas från
materialet till produkten.
– Detta kan till exempel utnyttjas för att motverka att livsmedel
förstörs av mikrobiella angrepp genom att antimikrobiella substanser
frisätts och får en lokalt inhiberande effekt på angripande bakterier.
Att tillsätta aktiva komponenter i en beläggning i stället för direkt i
ett livsmedel gör det också möjligt att minska den totala mängden
tillsatser i ett livsmedel, med bibehållen effekt på produkten.
FOTNOT:
Maria Peterssons forskningsprojekt har fokuserats på att karaktärisera
och förbättra filmer och beläggningar framför allt med tyngdpunkten på
barriär- och frisättningsegenskaper. Detta har gjorts genom att studera
fasseparation under filmbildningsprocessen i
stärkelse/protein-blandningar, utvärdera effekten på
vattenångsbarriären hos stärkelsefilmer genom tillsats av ett fett,
studera frisättning av olika ämnen från proteinfilmer och diffusion in
i modellivsmedel med olika vattenaktivitet.
Två olika vaxer har också karaktäriserats för att öka förståelsen för
vilka egenskaper hos ett material som gör dem till effektiva barriärer
mot vattenånga.