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New bio-based food packaging materials with enhanced barrier properties – BioBarrier

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Bioplastica per il confezionamento alimentare a partire da batteri non patogeni

Il rischio ambientale associato al crescente utilizzo della plastica tradizionale ha spinto un team di scienziati europei a studiare soluzioni biocompatibili e biodegradabili per il confezionamento alimentare.

Tecnologie industriali
Alimenti e Risorse naturali

I rifiuti derivanti dal confezionamento alimentare, che rappresentano una grande fonte di inquinamento ambientale, provengono da involucri di tipo non degradabile, come la plastica. Vi è pertanto una necessità urgente di alternative alle materie prime a base di combustibili fossili nell’industria degli imballaggi alimentari.

Un confezionamento alimentare biocompatibile

I materiali da imballaggio associati agli alimenti devono garantirne la protezione, la freschezza e la qualità generale durante le fasi di trasporto e conservazione. Il progetto BioBarr, finanziato dall’UE, ha concentrato l’attenzione sui poliidrossialcanoati (PHA), sostanze che vengono convenzionalmente prodotte da batteri non patogeni in condizioni di assenza di determinate sostanze nutritive. Mediante uno studio della letteratura in materia i ricercatori hanno scoperto che la famiglia PHA è un buon candidato per la sostituzione di polipropilene e polietilene e che, a differenza dei polimeri fossili equivalenti, è biodegradabile sia nel suolo che nel mare. «L’idea era quella di istituire un metodo biotecnologico di fermentazione batterica dei rifiuti originati dai processi industriali basati sulla barbabietola da zucchero, come le melasse e il loro succo, allo scopo di estrarre i PHA», spiega Marianna Faraldi, coordinatrice del progetto e ricercatrice senior presso l’azienda Tecnoalimenti. I ricercatori hanno verificato la lavorabilità di tali sostanze in varie soluzioni, quali polveri, granuli e pellicole flessibili, svelandone la funzionalizzazione per finalità di trattamento superficiale o di laminazione con l’obiettivo di migliorare le proprietà di barriera contro l’ossigeno e il vapore acqueo. BioBarr ha studiato inoltre le proprietà, la resistenza, la biodegradabilità e il rispetto degli standard di sicurezza dei poliidrossialcanoati. Nel corso del progetto è stato acquisito un know-how significativo e si è realizzato lo sviluppo di nuovi metodi intesi a migliorare lo stato dell’arte. Il trattamento superficiale dei PHA effettuato con l’impiego di alluminio o ossido di silicio non ha compromesso la biodegradabilità, ovvero la caratteristica chiave di queste sostanze. «Dopo 54 mesi di attività di ricerca, lo sviluppo di materiali da imballaggio biocompatibili, compostabili e biodegradabili corredati di proprietà di barriera adeguate per i prodotti alimentari costituisce tuttora una sfida», sottolinea Faraldi. Il consorzio ha realizzato una bobina per confezionamento flessibile e biodegradabile composta da PHA e dotata di caratteristiche promettenti che soddisfa le attuali normative attinenti agli imballaggi alimentari. Ciononostante, essa non può essere ancora sfruttata in una vasta gamma di applicazioni che rientrano nel settore alimentare a causa delle sue proprietà di barriera non appropriate e a questioni di fragilità tuttora da risolvere, per cui sono necessari ulteriori approfondimenti. Tuttavia, i PHA dispongono del potenziale di essere prodotti da scarti derivanti dalla trasformazione alimentare o dalla lavorazione agricola invece che dallo zucchero, il che consente di estendere il processo. Guardando al futuro, seppure i costi restino elevati in confronto alle soluzioni di origine fossile, gli investimenti previsti dai fornitori di PHA congiuntamente all’aumento della domanda di bioplastica da parte dei consumatori ridurranno effettivamente il costo finale degli imballaggi biocompatibili risultanti.

Un nuovo inchiostro biologico per il confezionamento alimentare

Anche gli adesivi e gli inchiostri utilizzati nelle soluzioni di confezionamento biodegradabile dovrebbero presentare biodegradabilità; in caso contrario, la loro quantità dovrebbe equivalere al massimo al 5 % dell’intero imballaggio. Un altro tra gli obiettivi principali del progetto BioBarr era la sostituzione delle resine sintetiche e dei pigmenti organici mantenendo al contempo una buona stampabilità e adesione del substrato polimerico. Il progetto ha testato resine provenienti da diverse fonti biologiche, tra cui proteina della soia, proteina del latte, amido di riso ed emulsioni di acido polilattico. Sono quindi stati generati dei prototipi di inchiostri biologici completamente compostabili che soddisfacevano i requisiti tecnici per l’implementazione a livello industriale. I prototipi di inchiostro hanno dimostrato un’adeguata stampabilità su materiali da imballaggio sia di tipo convenzionale che a base di biopolimeri. BioBarr ha ricevuto finanziamenti dall’impresa comune Bioindustrie, un partenariato pubblico-privato tra l’UE e l’industria.

Parole chiave

BioBarr, PHA, rifiuti, confezionamento alimentare, compostabile, biodegradabile, imballaggi biocompatibili, inchiostro biologico, bioplastica, biopolimeri

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