Επί του παρόντος, ακολουθώντας το πνεύμα της κυκλικής οικονομίας και της βιωσιμότητας, η συσκευασία τροφίμων αλλάζει από παθητική συσκευασία που λειτουργεί ως απλό δοχείο ή/και μονωτικό φράγμα από το εξωτερικό περιβάλλον σε ενεργή συσκευασία, η οποία απορροφά ουσίες που αλληλεπιδρούν με τα τρόφιμα. Τα ενεργά συστήματα συσκευασίας χρησιμοποιούνται με τρόφιμα, φαρμακευτικά προϊόντα και άλλα προϊόντα για να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής τους, να παρακολουθούν τη φρεσκάδα και την ποιότητά τους και να αυξάνουν την ασφάλεια και την προσβασιμότητά τους από τους καταναλωτές. Τέτοια συστήματα διαθέτουν ενεργητικές λειτουργίες πέρα από την συνήθως χρησιμοποιούμενη αδρανή, παθητική ατμόσφαιρα προστασίας. Τα ενεργά ή έξυπνα συστήματα συσκευασίας μετρούν συγκεκριμένες ιδιότητες ενός προϊόντος για να ανιχνεύσουν παραμέτρους κρίσιμες για την κατάστασή του. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να προωθηθούν στον καταναλωτή και/ή να ενεργοποιήσουν συγκεκριμένες λειτουργίες ασφάλειας συσκευασίας. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της διάρκειας ζωής και σε επιπλέον προστασία της ποιότητας των προϊόντων.
Πρόσφατη εφαρμογή από ερευνητές τεχνικών νανοτεχνολογίας για την ανάπτυξη ενεργών υλικών συσκευασίας έχει δείξει μεγάλες δυνατότητες βελτίωσης των ιδιοτήτων της συσκευασίας και προσθήκης νέων λειτουργιών, όπως ενεργών χαρακτηριστικών. Επιπλέον, τα περιβαλλοντικά ζητήματα που προκύπτουν από τη χρήση πλαστικών υλικών συσκευασίας αυξάνουν την προσπάθεια εφαρμογής τεχνικών νανοτεχνολογίας για την ανάπτυξη εναλλακτικών βιώσιμων, βιολογικών υλικών συσκευασίας. Ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα βιολογικά υλικά για εφαρμογές ενεργής συσκευασίας είναι η χιτοζάνη (CS). Το CS είναι ένα παράγωγο της χιτίνης που μπορεί να παραχθεί μέσω μιας διαδικασίας αποακετυλίωσης της χιτίνης. Η χιτίνη είναι το δεύτερο πιο άφθονο βιοπολυμερές.
Πρόσφατα δημοσιεύτηκε μια πολύ ενδιαφέρουσα μελέτη σχετικά με την επίδραση των νανοδομών χαλκού και τιτανίου στις επιδόσεις των νανοσυνθετικών ταινιών συσκευασίας Chitosan/Poly-Vinyl-Alcohol. Η μελέτη αυτή πραγματοποιήθηκε με τη σύμπραξη και τη συνεργασία επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο των Ιωαννίνων, το Πανεπιστήμιο της Πάτρας καθώς και το Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών από τους Κωνσταντίνο Ε. Σαλμά , Άρη Ε. Γιαννακά, Μαρία Μπαϊκούση ,Ελένη Κόλλια, Βασιλική Τσίγκου και Χαράλαμπο Προεστό.
Στη συγκεκριμένη μελέτη, παρήχθησαν μοντμοριλλονίτες CuMt και TiMt μέσω μιας διαδικασίας ανταλλαγής ιόντων με το Cu και τα Ti+4+ Ιόντα. Αυτά τα νανοκατασκευαζόμενα υλικά χαρακτηρίστηκαν με μετρήσεις περίθλασης ακτινών Χ (XRD) και μετασχηματισμού Fourier υπέρυθρου φασματοσκοπίας (FTIR). Προστέθηκαν ως νανοενισχύσεις και ενεργοί παράγοντες σε φιλμ συσκευασίας με βάση τη δομή Chitosan(CS)/πολυ-βινυλο-αλκοόλη (PVOH).
Τα φιλμ που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν από μετρήσεις XRD και FTIR. Πραγματοποιήθηκαν στις ληφθείσες μεμβράνες CS/PVOH/CuMt και CS/PVOH/TiMt μετρήσεις αντιμικροβιακών ουσιών, εφελκυσμού και οξυγόνου/νερού για την αξιολόγηση των επιδόσεων της συσκευασίας.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι η μεμβράνη CS/PVOH/CuMt είναι μια ισχυρότερη εισαχθείσα νανοσυνθετημένη δομή σε σύγκριση με την μεμβράνη CS/PVOH/TiMt. Το γεγονός αυτό αντικατόπτριζε την υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό και τις ιδιότητες φραγμού υγρασίας/οξυγόνου.
Η αντιβακτηριακή δράση αυτών των μεμβρανών δοκιμάστηκε έναντι τεσσάρων παθογόνων βακτηρίων τροφίμων: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella enterica και Listeria monocytogenes. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι στις περισσότερες περιπτώσεις, η αντιβακτηριακή δράση δημιουργήθηκε από τις νανοδομές CuMt και TiMt.
Έτσι, τόσο οι μεμβράνες CS/PVOH/CuMt όσο και οι ταινίες CS/PVOH/TiMt είναι υποψήφιες νανοσυνθέσεις με πολύ καλές προοπτικές για μελλοντικές εφαρμογές σε ενεργές συσκευασίες βρώσιμων τροφίμων.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την μελέτη αυτή, μπορείτε να επισκεφθείτε τον παρακάτω σύνδεσμο:
https://www.mdpi.com/2304-8158/10/12/3038/htm
