Biopolimeri per la produzione di coatings nel packaging alimentare

Packaging can be defined as "the product, composed of materials of any nature, used to contain certain goods, from raw materials to finished products, to protect them, to allow their handling and their delivery from producer to consumer ". Over the years, consumer has given increasing importance to environmental problems arising from the wide use of packaging in food sector. Institutions have also promoted regulations to urge the creation of packaging using renewable resources to create sustainable and biodegradable packaging. The focus was on the use of biopolymer-based coatings to increase the sustainability of the packaging and at the same time maintain good properties against oxygen, fats and water vapor. Biopolymers are defined as polymeric materials, which derive from renewable raw materials such as zein, wheat, milk or from the fermentation of various food waste. They can be divided into three macro-groups: polymers directly extracted or isolated from biomass, polymers produced by chemical synthesis starting from bio-derived monomers, polymers directly obtained by natural or genetically modified organisms. Tests were carried out on paper and cardboard-based packaging coated with biopolymers such as corn zein, sodium caseinate or chitosan, used in combination with other polymers, such as carnauba wax and paraffin which cause decreases in permeability to water vapor. The results obtained showed that this combination is effective, as good barrier properties have been maintained mainly against oxygen, fats and gases. Similar tests were conducted on plastic-based packaging, using chitosan, gelatin, pullulan as biopolymers, and also in this case, promising results were reported, especially in terms of reducing oxygen transmission speed. In particular, it was shown that the use of biopolymers (for example chitosan), applied to the substrate of polylactic acid (PLA) has made it possible to have a completely bio-based packaging with good barrier properties. Nowadays, the use of biopolymers has been evaluated on paper, cardboard and plastic-based packaging, bringing excellent results, however further studies and insights are not to be excluded to try to significantly expand their use.

Il packaging viene definito come «il prodotto, composto di materiali di qualsiasi natura, adibito a contenere determinate merci, dalle materie prime ai prodotti finiti, a proteggerle, a consentire la loro manipolazione e la loro consegna dal produttore al consumatore”. Nel corso degli anni il consumatore ha dato sempre maggiore rilevanza ai problemi ambientali derivanti dall’impiego del packaging in ambito alimentare. Anche le istituzioni hanno promosso normative per sollecitare la realizzazione di imballaggi utilizzando risorse rinnovabili per creare un packaging sostenibile e biodegradabile. L’attenzione è stata posta sull’utilizzo di coatings a base di biopolimeri per aumentare la sostenibilità del packaging mantenendo, al tempo stesso, delle buone caratteristiche per la conservazione del prodotto. I biopolimeri sono definiti come materiali polimerici, che derivano da materie prime rinnovabili come zeina, grano, latte o da fermentazioni di svariati scarti alimentari. Possono essere suddivisi in tre macro-gruppi: polimeri estratti/isolati direttamente dalla biomassa, polimeri prodotti per sintesi chimica a partire da monomeri bioderivati, polimeri ottenuti direttamente da organismi naturali o geneticamente modificati. Prove interessanti sono stati gli studi eseguiti su packaging realizzati con matrici a base di cellulosa rivestivi con biopolimeri quali la zeina di mais, il caseinato di sodio o il chitosano, usati in combinazione con altri polimeri, quali la cera di carnauba e la paraffina che determinano diminuzioni di permeabilità al vapore acqueo. I risultati ottenuti hanno evidenziato che questa combinazione è efficace, in quanto sono state mantenute delle buone proprietà di barriera principalmente contro l’ossigeno, i grassi e gas. Studi analoghi sono state condotti su packaging a base plastica, utilizzando come biopolimeri il chitosano, la gelatina, il pullulano, ed anche in questo caso sono stati riportati risultati promettenti soprattutto in termini di riduzione della velocità di trasmissione dell’ossigeno. In particolare, si è evidenziato che l’utilizzo di biopolimeri (ad esempio il chitosano), applicato al substrato di acido polilattico (PLA) ha permesso di avere un imballaggio completamente a base biologica e con buone proprietà di barriera. Ad oggi l’impiego dei biopolimeri è stato valutato su imballaggi a base di carta e cartone e plastica, portando ottimi risultati, tuttavia non sono da escludere ulteriori studi e approfondimenti per cercare di ampliare notevolmente il loro impiego.