Χρήση φυσικών εκχυλισμάτων για την ανάπτυξη ενεργούς συσκευασίας και την επιμήκυνση της διάρκειας ζωής τροφίμων

Abstract

Οι σημερινές περιβαλλοντικές απαιτήσεις και οι κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης επιβάλλουν την αναζήτηση εναλλακτικών πρακτικών, φιλικότερων προς το περιβάλλον σε όλες τις πτυχές της καθημερινότητας. Ένα μέρος αυτής της προσπάθειας είναι η μείωση χρήσης των πλαστικών και η εύρεση εναλλακτικών υλικών και λύσεων στον τομέα των υλικών συσκευασίας τροφίμων. Τα βιοαποικοδομήσιμα υλικά έχουν τραβήξει την προσοχή ως αντικείμενο έρευνας για τον σκοπό αυτό. Το πολυμερές του πολυγαλακτικού οξέος (Polylactic acid, PLA) είναι ένα τέτοιου είδους υλικό, το οποίο είναι φιλικό προς το περιβάλλον, οικονομικό, κομποστοποιήσιμο και παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. ‘Έχει όμως χαμηλούς φραγμούς σε αέρια όπως το οξυγόνο και σε υδρατμούς, χαρακτηριστικό που δυσκολεύει την χρήση του ως υλικό συσκευασίας ιδιαίτερα για τρόφιμα μακράς διάρκειας. Το τελευταίο μειονέκτημα φιλοδοξεί να υπερκεράσει αυτή η μελέτη, μετατρέποντας το φιλμ του PLA πολυμερούς σε ενεργό υλικό συσκευασίας με την προσθήκη ενεργών φυσικών συστατικών με αντιοξειδωτική δράση, ούτως ώστε να αποτελέσει εναλλακτική των συμβατικών πολυστρωματικών υλικών που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη συσκευασία τροφίμων. Επιλεγμένα φυσικά αντιοξειδωτικά εκχυλίσματα προστέθηκαν με τη μέθοδο της επίστρωσης σε επιφάνεια φιλμ PLA (PLA: πάχος 25μ, μοναδιαίο βάρος:32,5g/m2, WVTR 38°C, 90% R.H: 330 g/m2/24h, OTR23°C, 0%R.H: 900cc/m2/24h). Μελετήθηκε η χρήση (i) φυσικού εκχυλίσματος δενδρολίβανου που περιείχε 3140mg/L καρνοσόλης-καρνοσικού οξέος και (ii) εκχύλισμα εσπεριδοειδών που περιείχε 10000mg/L φλαβονοειδών, τα οποία μέσω επίστρωσης προστέθηκαν ομοιόμορφα σε επιφάνεια PLA εμβαδού 0,02 m2 και σε συγκέντρωση 300mg/m2 και 1000mg/m2, αντίστοιχα. Τα δύο αυτά ενεργά φιλμ PLA, όπως επίσης και απλό φιλμ PLA, αλλά και συμβατικό πολυστρωματικό υλικό συσκευασίας (πολυστρωματικό φιλμ με στρώματα πολυαιθυλενο-τερεφθαλικού εστέρα (PET), αιθυλενο-βινυλικής αλκοόλης (EVOH) και πολυαιθυλενίου (PE) ρολό με πάχος στρωμάτων: 12μmPET, 10 μmEVOH, 68μmPE) χρησιμοποιήθηκαν για τη συσκευασία σπόρων κουκουναριού και πραγματοποιήθηκε μελέτη διατηρησιμότητας σε θερμοκρασίες 25°C (συνήθης θερμοκρασία εμπορικής αποθήκευσης) και 40°C (αποθήκευση σε συνθήκες επιταχυνόμενης γήρανσης). Κατά την μελέτη διατηρησιμότητας ελέγχθηκε η εξέλιξη της οξείδωσης των λιπιδίων των σπόρων κουκουναριού για χρονικό διάστημα ενός εξαμήνου, με προσδιορισμό του αριθμού υπεροξειδίων (Α.Ο), τα οποία υπεροξείδια σχηματίζονται κατά την οξείδωση των λιπιδίων. Με την πάροδο του χρόνου αποθήκευσης σε όλα τα δείγματα αυξήθηκε ο Α.Ο. Στην θερμοκρασία των 25°C όμως, στις ενεργές συσκευασίες PLA αυξήθηκε με μικρότερους ρυθμoύς από τις συσκευασίες απλού PLA, σε αντιστοιχία με το συμβατικό υλικό. Εν αντιθέσει με την θερμοκρασία των 40°C, όπου οι ενεργές συσκευασίες δεν φάνηκαν το ίδιο αποτελεσματικές, μιας και δεν εμφάνισαν ικανή μείωση στον ρυθμό οξείδωσης σε σχέση με την απλή συσκευασία PLA, ενώ παράλληλα οι συσκευασίες συμβατικού πολυστρωματικού υλικού εμφάνιζαν κατά πολύ μικρότερους ρυθμούς οξείδωσης. Τα παραπάνω αποτελέσματα εξάχθηκαν vii μέσω μελέτης της κινητικής της οξείδωσης των λιπιδίων σε σπόρους κουκουναριών συσκευασμένων στις διαφορετικές υπό μελέτη συσκευασίες. Η μελέτη της κινητικής της οξείδωσης έγινε για κάθε μία περίπτωση συσκευασίας ξεχωριστά σύμφωνα με την καμπύλη οξείδωσής της, στις δύο θερμοκρασίες αποθήκευσης οι οποίες μελετήθηκαν. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, στους 25°C οι ενεργές συσκευασίες αύξησαν την διάρκεια ζωής του προϊόντος περίπου στο 80-100% σε σύγκριση με τη διάρκεια ζωής σε απλή συσκευασία PLA, επιτυγχάνοντας διάρκεια ζωής παραπλήσια αυτής της συμβατικής πολυστρωματικής συσκευασίας. Συνεπώς, το PLA με την τεχνολογία της ενεργής συσκευασίας και της χρήσης αντιοξειδωτικών εκχυλισμάτων μπορεί να αποτελέσει εναλλακτική των συμβατικών πολυστρωματικών υλικών, για τη συσκευασία τροφίμων μακράς διάρκειας , με τάση προς οξείδωση και να μειωθεί έτσι το περιβαλλοντικό αποτύπωμα που απορρέει από την χρήση συμβατικών υλικών συσκευασίας.