포장은 공급망을 통해 소비자에게 이동할 때 음식을 포함하고 보호하는 데 중요한 도구입니다. 포장의 주요 기능은 제품을 보호하고 식품의 저장 수명을 연장하는 것입니다. 식품 포장 재료는 전통적으로 신뢰할 수있는 가스 및 물 장벽으로 다목적이고 내구성있는 특성으로 인해 석유 기반 플라스틱을 기반으로합니다.
모든 이점에도 불구하고 석유 기반 플라스틱의 생산은 온실 가스 배출, 환경 오염, 해양 생태계의 손해 및 생체 축적의 영향으로 인해 우리의 먹이 사슬에 대한 부정적인 영향으로 이어집니다. 석유 기반 중합체의 분해는 매립지에 배치되면 약 200-500 년 이상이 걸릴 수 있습니다. 대부분의 식품 포장재는 단기간 사용 단계를 가지고 있으며 상당한 양의 플라스틱은 짧은 통지로 쓰레기로 끝납니다.
이러한 문제를 해결하는 한 가지 방법은 석유에서 파생 된 플라스틱을 바이오 기반 제품과 같은 재생 가능한 소스로 대체하는 것입니다. 현재 식품 산업과 학계 모두에 대한 더 많은 연구가 진행중인 새로운 생분해 성 식품 포장재를 개발하고 장벽 특성을 개선하고 강화하고 식품 산업 내 실제 작업 환경에서 응용 프로그램을 검증하는 것입니다. 또한 많은 산업에서 체중 감소의 경제적 이점이 필수적이되었습니다.
바이오 폴리머의 제조는 전통적인 재료와 비교할 때 평생 동안 온실 가스 배출량이 상당히 적기 때문에 석유 기반 플라스틱보다 환경 친화적입니다. 그러나 바이오 기반 생산으로의 전환에 대한 특정 장애물과 한계가 있습니다. 바이오 기반 폴리머 재료는 다른 대안에 비해 여전히 비교적 비싸고 이들 물질은 기계적 및 장벽 특성이 열악하기 때문에 특정 응용 분야에서 제한된 사용을 갖는다. 따라서, 첫 번째 단계는 식품 산업에서 바이오 기반 플라스틱을 사용하기 전에, 이들 바이오 기반 플라스틱을 합성 중합체와 결합하거나 나노 셀룰로오스와 같은 천연 나노 필러와 강화 될 수있다. 이것은 또한 포장 응용 분야를위한 바이오 기반 폴리머의 가용성을 높이는 것을 의미합니다.
나노 크기의 강화 제제는 바이오 기반 중합체의 장벽 및 기계적 특성을 향상시키는 데 효과적이라는 것이 입증 되었기 때문에 나노 복합물이 점점 더 인기를 얻고있다. 나노 필러 중에서, 나노 셀룰로스 입자는 셀룰로오스와 다른 바이오 기반 중합체 사이의 유사성으로 인해 바이오 기반 중합체의 특성을 향상시킬 가능성이있다. 비록 바이오 플라스틱은 아직보다 전통적인 형태의 포장을 대체하는 것으로 간주되지 않지만, 바이오 기반 나노 복합물은 수많은 이점을 나타냅니다. 예를 들어, 나노 복합물은 영양 및 감각적 특성을 유지하면서 제품 유적 수명을 연장하는 데 유용한 활성 화합물의 운반체로서 작용할 수있다.
바이오 기반 나노 복합물은 원래 제품에없는 포장재에 영양소를 추가함으로써 식품의 기능을 개선 할 가능성이 있습니다. 포장 물질에 내장 된 산화 방지제 및 항 정류 제제는 영양소 및 풍미의 분해를 지연시킬 수 있거나, 부패 미생물 및 식품 매개 병원체의 증식을 억제 할 수있는 항균제와 통합 될 수 있습니다. 반면에, 바이오 기반 포장 재료는 식품에 대한 생균제 능력을 부여하거나 과일의 수확 후 질병을 제어하거나 항균 활성으로 박테리아 균주를 사용하여 식품의 선반 수명을 증가시키는 살아있는 미생물의 운반체로 사용되기 시작했습니다.
.이 지역에서는 바이오 기반 나노 복합물이 석유 기반 플라스틱을 대체 할 것으로 보입니다. 식품 포장 응용 분야의 연구원으로서, 우리는 나노 셀룰로오스와 같은 필러를 사용하여 바이오 기반 플라스틱 (키토산, 유청 단백질, 카라기난)의 특성 (기계적, 장벽)을 개선하려고 노력하고 있습니다. 우리는 또한 식물 추출물과 같은 천연 활성 화합물, 에센셜 오일을 통합하여 식품의 유적 수명을 연장함으로써 해당 플라스틱의 활성 특성을 향상시키는 데 중점을 두었습니다.
이 연구에서 탄수화물 폴리머 에 발표 된이 연구에서 , 본 발명자들은 생물 기반 중합체 인 키토산 (CH)을 합성 생분해 성 중합체 인 폴리 카프로 락톤 (PCL)과 결합하는 것을 목표로했다. 본 발명자들은 나노 셀룰로스 및 더 나은 기계 및 장벽 특성을 갖는 외부 층 (PCL)을 갖는 항균 및 항산화 내부 층 (CH)으로 구성된 포장 필름을 생성 하였다. 그런 다음 석유 기반 생분해 성 중합체와 바이오 기반 중합체의 호환성을 간단한 방식으로 평가했습니다.
.독립형 PCL 필름은 식품 포장 재료로 사용될 수 있지만 환원 합성 플라스틱에 대한 우려는 바이오 기반 중합체와 공통 합성 물질의 조합을 이끌어 냈습니다. PCL은 바이오 폴리머를 포함한 많은 유형의 폴리머와의 호환성과 같은 흥미로운 특성을 갖는다. PCL은 빈약 한 기계적 및 바이오 폴리머의 장벽 특성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 바이오 폴리머의 사용을 확장하고 경쟁력 있고 지속 가능한 제품을 만들기위한 우수한 도구 상자를 제공 할 수 있습니다. CH는 다른 많은 바이오 기반 플라스틱보다 더 나은 기계적 특성을 가지고 있지만 물에 민감하며 식품 포장 응용 분야를위한 합성 플라스틱과 경쟁 할 수 없습니다.
활성 포장은 패키지 시스템의 성능을 향상시키기 위해 구성 요소 또는 패키지 헤드 스페이스에 또는 패키지 헤드 스페이스에 의도적으로 포함 된 포장재에 사용됩니다. 이 연구에서, 활성 특성을 전달하는 PCL 및 CH 빌레이어 필름으로 만들어진 활성 포장 시스템의 개발은 적절한 장벽과 기계적 특성을 갖는 바이오 기반 유연한 포장재를 초래했다. 나노 셀룰로오스를 포함하는 CH 및 PCL에 기초한 이중층 필름 형성은 원하는 기능적 특성을 갖는 새로운 물질을 얻는 가장 간단한 방법 중 하나 인 것으로 나타났다. 그러나 음식과의 접촉을 통해 이중층 필름의 성능을 평가하기위한 미래의 연구가 필요합니다.
이러한 결과는 로 강화 된 키토산 및 폴리 카프로 락톤 기반 활성 이중층 필름이라는 제목의 기사에 설명되어있다. 나노 셀룰로스 및 최근에 탄수화물 폴리머 저널에 발표 된 포도 종자 추출물. 이 작업은 Suleyman Demirel University의 Ece Sogut와 Atif Can Seydim에 의해 수행되었습니다.
