Polimeri biocompatibili e rivestimenti attivi a supporto di imballaggi alimentari più verdi
Gli imballaggi alimentari in polimero multistrato sono lo standard industriale e consentono molteplici funzionalità necessarie non presenti in nessuno di loro se preso singolarmente. Tuttavia, gli strati multipli incollati che fungono da barriera all’ossigeno e all’umidità sono difficili da riciclare, e le plastiche sintetiche non sono biodegradabili, creando un crescente problema di fine vita. Le preoccupazioni ambientali sono condivise da governi, industrie e consumatori, ma trovare alternative monostrato riciclabili e/o biodegradabili con le stesse prestazioni degli imballaggi convenzionali è stato piuttosto impegnativo. Grazie ai finanziamenti dell’impresa comune Bioindustrie, un partenariato pubblico-privato tra l’UE e l’industria, l’ambizioso progetto REFUCOAT ha riunito 12 partner multidisciplinari lungo la catena del valore provenienti da 5 paesi dell’UE, per superare questo ostacolo. REFUCOAT ha promosso le potenzialità di due promettenti biopolimeri biodegradabili e spinto i confini di ciò che potrebbe essere possibile, sottoponendo a dimostrazioni l’uso di organismi che si nutrono di batteri (batteriofagi) nei rivestimenti attivi.
Dare linfa agli imballaggi ecologici sfruttando i microbi e i metaboliti naturali
Molti microrganismi sono linee di produzione in miniatura per i poliidrossialcanoati (PHA), plastiche totalmente biodegradabili con proprietà modulabili. Oggetto di un’intensa ricerca, i PHA ad alto peso molecolare adatti alle applicazioni industriali di imballaggio alimentare erano stati finora sfuggenti. REFUCOAT ha sfruttato con successo i microrganismi per valorizzare i rifiuti agroalimentari, arrivando a rivestimenti biodegradabili a base di PHA per l’imballaggio alimentare. L’acido poliglicolico (PGA) è un altro polimero biodegradabile, e il suo prodotto di degradazione (ed elemento costitutivo o monomero), l’acido glicolico, è un metabolita naturale. Comunemente usato come materiale da sutura, la sua alta resistenza meccanica e le eccellenti proprietà di barriera ai gas rendono il PGA interessante anche nelle applicazioni di imballaggio alimentare. Secondo Javier Marzo Muñoz, responsabile di progetto presso AIMPLAS e coordinatore di REFUCOAT, insieme a Lorena Rodriguez, responsabile del dipartimento Imballaggi di AIMPLAS e ricercatrice principale di REFUCOAT: «Attualmente, l’acido glicolico è prodotto dalla carbonilazione della formaldeide o dall’idrolisi alcalina dell’acido cloroacetico utilizzando substrati tossici o nocivi e/o condizioni di reazione difficili. Grazie a REFUCOAT, abbiamo sviluppato un processo catalitico basato sull’oro per convertire il monoetilenglicole in PGA per una produzione più verde di questo biopolimero biodegradabile». Infine, il team ha sfruttato i nemici virali naturali dei batteri per formare barriere attive innovative che prolungano la durata di conservazione del prodotto. I dati preliminari hanno dimostrato un’incoraggiante inibizione della proliferazione della Salmonella con i batteriofagi. Ulteriori ricerche sosterranno l’approvazione da parte dell’Autorità europea per la sicurezza alimentare.
Una soluzione sostenibile intermedia
Per oltre metà secolo, gli imballaggi multistrato, comprese le risorse non rinnovabili come l’alluminio, hanno permesso di allungare la durata degli alimenti deperibili. Tuttavia sono difficili e costosi da riciclare, creando un significativo onere ambientale ed economico. Le sfaccettate competenze messe in campo dal consorzio REFUCOAT si sono trovate nella posizione ideale per un’indagine approfondita sullo sviluppo di imballaggi alimentari monostrato completamente riciclabili e biocompatibili. «REFUCOAT ha sviluppato polimeri bioPGA e PHA promettenti e completamente biodegradabili per l’imballaggio alimentare. Inoltre, l’uso di batteriofagi come rivestimenti attivi per l’imballaggio alimentare ha dimostrato un chiaro potenziale. Nel contesto di queste attività, i nostri partner hanno ottenuto soluzioni di imballaggio intermedie e più sostenibili», sintetizza Marzo Muñoz. Mentre il team continua a perseguire imballaggi monostrato biocompatibili che soddisfano i requisiti del mercato, gli scienziati sperano che le politiche incoraggino l’ecocompatibilità dell’attuale catena del valore della plastica. REFUCOAT ha preparato un documento programmatico con raccomandazioni specifiche a sostegno di una maggiore sostenibilità, migliori processi di riciclaggio e maggiori investimenti nella biomassa e nelle bioindustrie.
Parole chiave
REFUCOAT, imballaggio alimentare PHA, PGA, batteriofago, biopolimero biodegradabile, rivestimento attivo, bioplastica, poliidrossialcanoato, acido poliglicolico
