Filme biodegradabile cu performanțe antimicrobiene inedite bazate pe celuloză

1.Introducere:

Materialele folosite pentru ambalarea produselor alimentare cu rezistență mecanică adecvată, cu proprietății împotriva apei, vaporilor de apă, stabilitate termică, capacitatea de reciclare și biodegradabilitatea, precum și proprietăți funcționale, cum ar fi activitățile antimicrobiene, sunt foarte dorite pentru siguranța alimentelor și prelungirea duratei de valabilitate a produselor alimentare. În prezent, materialele utilizate în industria de ambalaje sunt dominate de materiale plastice pe bază de petroleum, cum ar fi polipropilenă (PP), polietilenă (PE) sau polistiren (PS). Utilizarea acestor tipuri de materiale consumă nu numai produse petrochimice neregenerabile, dar duce și la poluarea mediului. [1]

Aditivii și compușii din plastic ar putea migra din materialele de ambalare și pot avea riscuri potențiale pentru siguranța alimentelor și sănătatea cpnsumatorilor. Astfel, lucrările de cercetare s-au concentrat pe dezvoltarea materialelor de ambalare biodegradabile folosind biopolimeri pentru a înlocui materialele de ambalare din plastic pe bază de petrol. În acest scop au fost utilizate o varietate de biopolimeri, cum ar fi amidon, agar,celuloză, caragenen și gelatină.Cu toate acestea, proprietățile lor antibacteriene, mecanice și de prelucrare au costuri ridicate de producție astfel că utilizarea filmelor de biopolimer pentru aplicarea ambalajelor alimentare a fost limitată. [2]

Celuloza, cel mai abundent biopolimer care poate fi extras din lemn, bumbac, frunze și multe alte surse, este un compus organic liniar natural format din unități de d-glucopirană conectate prin legături b-1,4-glicozidice. Aceasta este ecologică și biodegradabilă, a fost folosită cu succes ca material pentru îmbătrânirea ambalajelor pentru conservarea alimentelor.[3]

Cu toate acestea, celuloza curată nu are proprietăți antimicrobiene intrinseci, care sunt utile, de exemplu, în dezvoltarea materialelor antimicrobiene. Exemple de astfel de materiale includ nanocompozite de celuloză cu proprietăți antimicrobiene prin încorporarea nanoparticulelor anorganice sau prin grefarea adecvată a grupelor reactive în nanofibrele de celuloză[4]. Au fost raportate mai multe tehnici, pentru a imobiliza grupele antibacteriene cationice pe suprafețele de film celulozică, incluzând polimeri antimicrobieni legați pe suprafața filmului de celuloză prin reacții de cuplare chimică, polimerizarea inițiată pe suprafață a monomerilor cu fragmente antibacteriene și sinteza polimerului antimicrobian cu suprafață legată de suprafață prin modificări post-polimerizare și polielectrolite auto asamblate pe matricea celulozei. O provocare majoră pentru aceste metode a fost faptul că procesele de reacție au fost complexe și cu mai multe etape.[5]

În aceast articol , este prezentată o modalitate facilă de a pregăti filmele antimicrobiene extrem de transparente prin grefarea chitosanului pe matricea celulozei oxidată. Această lucrare a fost inspirată de structura chimică și de proprietățile antibacteriene noi ale chitosanului. Chitosanul este o sare de amoniu, iar grupa amino din chitosan s-ar putea lega cu grupa aldehidă din matricea celulozei. Filmele compozite obținute au integrat meritele celulozei și chitosanului, au fost caracterizate în conservarea cârnaților și s-au observat performanțe antibacteriene evidente. Rezultatele au adăugat o perspectivă nouă asupra potențialului acestei metode de procesare pentru dezvoltarea aplicațiilor de ambalare a produselor alimentare biodegradabile.[6]