Food Packaging:nuove prospettive innovative e sostenibili per l'ambiente

The following paper has a dual purpose: to be able to analyze the possible bio-based materials that can totally replace those of fossil origin in the context of food packaging (in constant decrease and high contribution to ecological damage) and to demonstrate how sustainability is prerogative of the packaging itself. The materials most commonly used for the production of polymeric films are divided into three different categories: biopolymers deriving from biomass (subject of this discussion), biopolymers deriving from microorganisms and naturally derived synthetic biopolymers such as PLA. The most commonly marketed biopolymers are those composed of biomass derivatives that possess 100% biodegradability even when combined with other materials; In this regard, the proposed case study is cited, ie the formation of chitosan-gelatin films and AgNPs. Primary food packaging, which concerns materials that can be in close contact with food, operates on three levels of protection, namely chemical, biological and physical: to meet the requirements of the first level, a material is chosen based on the ascertained ability to barrier against humidity and against gases such as oxygen, the level of biological protection, on the other hand, is obtained by evaluating the antimicrobial properties that may be intrinsic to it or obtained by adding additives, protection from the point of view physical, moreover, is carried out by analyzing the mechanical properties and the physical properties of the film strongly dependent on the type of synthesis of the polymer, the preparative mixture and the additives used. The case study proposed in the following paper deals with the production of films starting from a mixture of chitosan-gelatin-AgNPs which contains all the required characteristics of good mechanical, physical, chemical and biological properties. The addition of AgNPs inoculated in a chitosan and gelatin matrix that has mechanical properties comparable to those of fossil-derived polymers thanks to the inter-intra molecular bonds between the polymer chains that create compact structures capable of resisting external stresses, expands antimicrobial properties. Two different types of tests were carried out on two films produced with a different percentage of AgNPs (CG i.e. gelatin chitosan film and 0.075% AgNPs and CG4 with 0.05% AgNPs): a test to test the antibacterial activity of these films compared to that of a fossil-based material such as PE in an analysis period of 14 days (the sample is a piece of carrot wrapped in these three films) and a test to analyze the decomposition of the sample in a medium by testing the biodegradability of the movie. Following these two tests, two fundamental aspects were confirmed, namely the antibacterial capacity of the film (it allowed the preservation of the sample) and its total biodegradability, which lay the foundations for its effective introduction into the world market. Packaging increasingly acquires a decisive role in the purchasing decisions of consumers who attribute roles and functions that are not only "passive" (mere suitability to cover and protect the food contained therein), but identify it as a litmus test to evaluate the seriousness of a company in terms of sustainability becoming the main driver of product choice.

Il seguente elaborato si pone un duplice scopo: riuscire ad analizzare i possibili materiali di tipo biobased che possano sostituire totalmente quelli di derivazione fossile nell’ambito del packaging alimentare (in costante diminuzione ed elevato contributo al danno ecologico) e di dimostrare come la sostenibilità sia prerogativa del packaging stesso. I materiali più comunemente utilizzati per la produzione di film polimerici sono divisi in tre diverse categorie: biopolimeri derivanti dalla biomassa (oggetto di questa trattazione), biopolimeri derivanti dai microorganismi e biopolimeri sintetici di derivazione naturale come il PLA. I biopolimeri più comunemente commercializzati sono quelli composti dai derivanti della biomassa che posseggono una biodegradabilità al 100% anche quando sono combinati con altri materiali; si cita al riguardo lo studio caso proposto ossia la formazione di film di chitosano-gelatina e AgNPs. Il food packaging primario che riguarda i materiali che possono essere a stretto contatto con l’alimento, opera su tre livelli di protezione ossia chimica, biologica e fisica: per soddisfare alle richieste del primo livello, si sceglie un materiale in base alle accertate capacità di barriera contro l’umidità e contro i gas come l’ossigeno, il livello di protezione biologica, invece, si ottiene valutando le proprietà antimicrobiche che possono essere o intrinseche allo stesso o ottenute mediante l’inserimento di additivi, la protezione dal punto di vista fisico, inoltre, si attua analizzando le proprietà meccaniche e le proprietà fisiche del film fortemente dipendenti dal tipo di sintesi del polimero, dalla miscela preparativa e dagli additivi utilizzati. Lo studio caso proposto nel seguente elaborato tratta la produzione di film a partire da una miscela di chitosano-gelatina-AgNPs che racchiude in sé tutte le caratteristiche richieste di buone proprietà meccaniche, fisiche, chimiche e biologiche. L’aggiunta di AgNPs inoculate in una matrice di chitosano e gelatina che presenta proprietà meccaniche paragonabili a quelle dei polimeri di derivazione fossile grazie ai legami inter-intra molecolari tra le catene polimeriche che creano strutture compatte in grado di resistere a sforzi esterni, ne amplia le proprietà antimicrobiche. Sono stati effettuati due diversi tipi di test su due film prodotti con una diversa percentuale di AgNPs (CG ossia film di chitosano gelatina e 0,075% AgNPs e CG4 con 0,05% AgNPs): un test per saggiare l’attività antibatterica di questi film paragonata a quella di un materiale di origine fossile come il PE in un periodo di analisi di 14 giorni (il campione è un pezzo di carota avviluppato in questi tre film) e un test per analizzare la decomposizione del campione in un terreno saggiando la biodegradabilità del film. A seguito di questi due test vennero confermati due aspetti fondamentali ossia la capacità antibatterica del film (ha consentito la preservazione del campione) e la sua totale biodegradabilità che pongono le basi per un suo effettivo inserimento nel mercato mondiale. Il packaging acquisisce sempre di più un ruolo determinante nelle scelte di acquisto dei consumatori che gli attribuiscono ruoli e funzioni non solo “passive” (mera idoneità alla copertura e alla protezione del cibo ivi contenuto), ma lo identificano come cartina tornasole per valutare la serietà di un’azienda in tema di sostenibilità divenendo il principale driver di scelta dei prodotti.