Un gruppo di ricerca dell'Università di Cadice (Spagna), insieme ai ricercatori dell'Università di Aveiro (Portogallo) del gruppo di ricerca Biopol4fun, hanno sviluppato una plastica bioattiva o funzionalizzata a base di cellulosa nanofibrillata ed estratti di foglie di mango che conserva il cibo più a lungo rispetto alla plastica non funzionalizzata.

Questa confezione ha lo scopo di mantenere le proprietà degli alimenti per un periodo più lungo senza la necessità di aggiungere additivi chimici, in quanto la confezione stessa funge da barriera attiva che ne favorisce la conservazione. Questo perché questo film biodegradabile contiene composti antimicrobici e antiossidanti dall'estratto di foglie di mango che sono stati testati in vitro, offrendo allo stesso tempo un filtro per la luce ultravioletta più potente che ritarda il deterioramento degli alimenti.

Per giungere a queste conclusioni, i ricercatori hanno confrontato due diverse tecniche per ottenere la confezione. Quello convenzionale consiste nel sciogliere i componenti in un solvente, che viene poi rimosso. L'altra procedura alternativa non richiede l'uso di solventi chimici, ma usa CO . supercritica ₂ funzionalizzare il polimero, che conferisce alla bioplastica proprietà fisico-chimiche e bioattive più efficaci di quelle ottenute con il trattamento convenzionale. La novità di questo studio sta nel fatto che convalida quest'ultimo metodo per ottenere questo film che prolunga la conservazione degli alimenti e, allo stesso tempo, funge da barriera contro i patogeni alimentari.

Questo packaging bioattivo, questo è, con proprietà antimicrobiche e antiossidanti dall'estratto di foglie di mango, aumenta la barriera protettiva contro la luce ultravioletta. "Grazie ad esso, il cibo avvolto in questa pellicola potrebbe essere conservato più a lungo senza l'aggiunta di conservanti. Il film stesso sostituisce l'additivo chimico, poiché il principio attivo esercita il suo effetto attraverso l'imballaggio senza la necessità di aggiungere nulla all'alimento, "Cristina Cejudo, ricercatore presso l'Università di Cadice e coautore dello studio, segnalato alla Fundación Descubre.

Per sviluppare questa bioplastica, gli esperti hanno utilizzato estratti di foglie di mango dai resti di potatura della coltivazione di questo frutto presso l'azienda agricola sperimentale dell'Istituto di Orticoltura Subtropicale e Mediterranea "La Mayora" di Malaga (Spagna). La cellulosa nanofibrillata che forma il polimero proviene dall'ambiente chimico ed enzimatico trattamento di un prodotto di scarto dell'industria cartaria.

Colata convenzionale con solvente vs impregnazione con solvente supercritico

Con questi materiali, il team di ricerca ha utilizzato due diverse procedure per confrontare le loro proprietà fisiche e la funzione bioattiva, come spiegato nello studio, intitolato "Pellicole a base biologica di nanocellulosa ed estratto di foglie di mango per il confezionamento di alimenti attivi:impregnazione supercritica contro colata con solvente, " pubblicato sulla rivista Food Hydrocolloids.

Da una parte, i ricercatori hanno utilizzato il metodo di fusione convenzionale, che consiste nell'aggiungere il composto attivo prima della polimerizzazione della plastica, questo è, prima di legare i suoi composti. Il processo consiste quindi nel dissolvere l'estratto di foglie di mango e la nanocellulosa e successivamente polimerizzare ed essiccare i solventi a una temperatura di 45ºC.

Per il trattamento basato sulla tecnologia dell'impregnazione supercritica, hanno utilizzato un estratto precedentemente ottenuto con la stessa tecnica. "Facendo così, si ottiene una migliore dissoluzione dell'estratto durante l'impregnazione del polimero, poiché l'estratto di mango penetra nella composizione della nanocellulosa a livello superficiale, che favorisce la migrazione dei composti attivi, impiegando così meno tempo per esercitare la sua azione conservante, " spiega il ricercatore Cejudo.

Un ulteriore vantaggio della tecnica supercritica è che l'inibizione del patogeno è maggiore a causa della selezione dei composti più bioattivi nell'estratto di mango per l'impregnazione supercritica. Ciò conferisce alla plastica una maggiore concentrazione di questi composti rispetto alla tecnica convenzionale. "Di conseguenza, le proprietà attive del mango rimangono intatte dopo l'impregnazione, che aumenta la capacità del film di proteggere il cibo, "dice Cejudo.

Con questi risultati, il team di ricerca ha verificato l'efficacia della tecnica di impregnazione supercritica per ottenere questo nuovo packaging bioattivo. "Questo trattamento è efficace e valido perché aiuta a preservare gli alimenti con una shelf life più deperibile e offre anche il vantaggio di poter essere applicato senza l'uso di solventi o composti chimici artificiali, "dice l'esperto.

Considerando che con il metodo convenzionale il contenitore è di colore arancione a causa di una più forte interazione del mango con il polimero, con l'impregnazione supercritica acquista un colore verdastro, simile a quello della miscela originale, perché la deposizione è più superficiale, che favorisce anche una resa più rapida delle mescole durante il confezionamento.

Test in vitro su patogeni alimentari

Allo stesso tempo e per testare l'efficacia del nuovo packaging ottenuto per impregnazione supercritica, il team di ricerca ha valutato in vitro le prestazioni antimicrobiche contro due patogeni alimentari:Staphylococcus aureus ed Escherichia coli.

Con questa prova, hanno scoperto che i polifenoli del mango presenti nel film bioattivo impediscono la diffusione di entrambi i microrganismi grazie alle loro proprietà antimicrobiche. "Questo risultato mostra che la nuova bioplastica può essere utilizzata come imballaggio per inibire la diffusione di agenti patogeni e prevenire il deterioramento degli alimenti, " precisa Cejudo.

Oltretutto, la presenza dell'estratto nel film aumenta la barriera UV, che riducono la quantità di luce incidente che causa anche il deterioramento degli alimenti, soprattutto su alimenti contenenti composti ossidabili come i lipidi.

Questo studio si aggiunge a uno simile che hanno svolto un anno fa per progettare un'altra nuova forma di imballaggio utilizzando una plastica alimentare a cui hanno aggiunto estratto di barbabietola, ricco di composti antiossidanti. Dopo aver effettuato una prova preliminare, hanno realizzato un prodotto che mira a migliorare le caratteristiche dei contenitori attualmente utilizzati per dare maggiore conservabilità al cibo senza che questo perda le sue proprietà.

Il prossimo passo per questo gruppo di ricerca sarà studiare come questo packaging bioattivo risponde alla conservazione di cibi specifici e analizzarne le prestazioni su scala pilota.