Olijfolie-gebaseerde folies kunnen binnenkort plastic voedselverpakkingen vervangen

Samenvatting

Onderzoekers hebben oleofilms ontwikkeld met extra vergine olijfolie als hoofdbestanddeel, wat een duurzaam alternatief zou kunnen zijn voor plastic in voedselverpakkingen. De oleofilms zijn gemaakt van biologisch afbreekbare en eetbare oliepolymeren, die een waterdichte barrière vormen en de houdbaarheid van voedselproducten verlengen, terwijl de vervuiling van het milieu wordt verminderd. Er is meer onderzoek nodig om uitdagingen zoals scheurweerstand en mechanische sterkte aan te pakken voordat oleofilms een commercieel levensvatbare optie kunnen worden.

Nieuw onderzoek toont dat aan extra vergine olijfolie kan efficiënt worden gebruikt als een sleutelcomponent van oliefilms, milieuvriendelijke beschermende coatings voor levensmiddelen.

Volgens de Turkse onderzoekers die de studieszouden deze nieuwe materialen een haalbaar alternatief kunnen worden voor plastic in voedselverpakkingen.

De onderzoekers ontwikkelden een eenvoudige en effectieve methode om oleofilms te produceren, waardoor de materialen een stap dichter bij de huidige industrienormen komen.

"“Conventionele plasticfolies zijn lang houdbaar en zorgen voor betrouwbaarheid tijdens transport en opslag”, vertelde Bülent Başyiğit, onderzoeker aan de faculteit techniek van de Harran Universiteit in Şanlıurfa, Turkije. Olive Oil Times.

"“Enkele van hun andere voordelen zijn dat ze goedkoop zijn, licht van gewicht, gemakkelijk te verwerken en geavanceerde barrière-eigenschappen hebben”, voegde hij toe. ​"Echter, conventionele plasticfolies die uit aardolie worden gewonnen, zijn niet biologisch afbreekbaar en blijven lange tijd in de natuur.”

"Bovendien kunnen schadelijke chemicaliën die in de natuurlijke structuur van conventionele plasticfolies zitten, in de verpakte voedingsmiddelen of dranken lekken", merkte Başyiğit op.

Oleofilms zijn gebaseerd op biologisch afbreekbare en eetbare oliepolymeren en hebben mogelijk een aanzienlijk voordeel ten opzichte van kunststoffen.

"Hun meest opvallende kenmerken zijn dat ze in de natuur snel afbreken en dus geen ernstige milieuvervuiling veroorzaken", aldus Başyiğit. ​"Oleofilms verkleinen de CO2-voetafdruk door de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.”

Meestal worden kunststoffolies gemaakt van synthetische polymeren afkomstig van fossiele brandstoffen, zoals polyethyleen of polypropyleen.

Bovendien is de productie van dergelijke kunststoffolies een zeer energie-intensief proces, maar door de schaalvoordelen is het, in tegenstelling tot de meeste andere industriële sectoren, aanzienlijk kosteneffectiever.

De belangrijkste voordelen van oleofilms ten opzichte van andere biologisch afbreekbare films zijn hun elasticiteit en flexibiliteit. Ze zijn ook veel stabieler bij extreme temperatuurveranderingen.

Volgens de onderzoekers vermindert de chemische structuur van oleofilms het risico op chemische lekkage in voedsel of dranken aanzienlijk.

Oleofilms lossen niet gemakkelijk op en breken niet gemakkelijk af wanneer ze worden blootgesteld aan vocht. Ook water kan er niet gemakkelijk doorheen. ​"“Oleofilms zijn waterbestendig en hun waterdoorlatendheid is laag”, bevestigde Başyiğit.

"Oleofilms kunnen dienen als veelbelovende systemen voor het bieden van bescherming, met name voor vette en vochtige levensmiddelen, omdat ze bestaan ​​uit films die zijn gemaakt van hydrofobe en op olie gebaseerde componenten", zei hij.

"Deze films kunnen de houdbaarheid van voedsel verlengen door oxidatie te voorkomen, vochtverlies te verminderen en een waterdichte barrière te vormen', voegde hij toe.

Voedingsmiddelen die gemakkelijk met oleofilms verpakt kunnen worden, zijn onder andere chocoladeproducten, kaas, bewerkt vlees en crackers.

Bovendien blijken ze zeer effectief te zijn bij het beschermen van verse levensmiddelen, zoals fruit en groenten.

"“Een van de voornaamste redenen voor de structurele achteruitgang van fruit en groenten is het verwijderen van water uit hun structuren”, aldus Başyiğit. ​"Gezien de hydrofobe aard van oleofilms wordt verwacht dat ze de vochtbalans in de verpakking in stand houden.”

"“Deze filmmodellen kunnen dus helpen om krimp en verharding te voorkomen door het waterverlies in alle soorten fruit en groenten te verminderen”, voegde hij toe. ​"Natuurlijke oliën, zoals olijfolie, bezitten antimicrobiële en schimmelwerende eigenschappen die het bederf van voedsel helpen vertragen door de groei van bacteriën en schimmels te remmen.”

Extra vierge olijfolie is een belangrijk onderdeel van de door het onderzoeksteam ontwikkelde methode voor de productie van oleofilm. Deze methode is efficiënter gebleken dan andere biologisch afbreekbare oliën.

"Olijfolie zorgt voor een antioxidatieve werking van het eindproduct vanwege de unieke structuren die het bevat,' zei Başyiğit, verwijzend naar de aanwezigheid van tocoferolen (vitamine E) en fenolische verbindingen in extra vergine olijfolie.

"Hun aanwezigheid in olijfolie is cruciaal voor het voorkomen of vertragen van mogelijke oxidatie in films", voegde hij toe. ​"Het voorkomen of vertragen van oxidatieve achteruitgang verlengt de levensduur van verpakkingsfolies.”

Extra vierge olijfolie werd als efficiënter dan andere oliën geïdentificeerd vanwege het hoge gehalte aan enkelvoudig onverzadigde vetzuren, voornamelijk oliezuur, dat een betere bescherming tegen oxidatie biedt dan meervoudig onverzadigde vetzuren.

"Oliën die rijk zijn aan verzadigde en meervoudig onverzadigde vetzuren kunnen leiden tot het verharden of verzachten van oleofilms," aldus Başyiğit. Het uitgebalanceerde onverzadigde vetgehalte van extra vergine olijfolie maakt het een efficiëntere keuze.

Fenolen en tocoferolen in olijfolie verminderen oxidatieve schade, een eigenschap die kan worden versterkt door oleofilmcoating.

""Het toevoegen van extra vergine olijfolie aan oleofilms kan de antioxiderende eigenschappen van de eindproducten versterken", aldus Başyiğit. ​"Bovendien kunnen antioxidanten bescherming bieden door via de folie in het voedsel te diffunderen.”

"“Folie met olijfolie kan de houdbaarheid verlengen, de voedingswaarde behouden en oxidatieve achteruitgang voorkomen door de antioxiderende capaciteit van zowel het foliemateriaal als het gecoate product te vergroten”, voegde hij toe.

De aanwezigheid van extra vergine olijfolie in oleofilms verbetert de biologische afbreekbaarheid ervan nog verder.

"“Oliezuur, fenolische verbindingen en tocoferolen in olijfolie kunnen de biologische afbraak bevorderen”, aldus Başyiğit. ​"Fenolische verbindingen kunnen de afbraak vergemakkelijken door enzymatische reacties voor micro-organismen te verhogen.”

De op olijfolie gebaseerde oleofilms werden geproduceerd door het combineren van eiwitten en lipiden met behulp van ultrasone emulsietechnieken. Het proces gebruikt hoogfrequente geluidsgolven om emulsies te creëren en te stabiliseren, mengsels van twee niet-mengbare vloeistoffen.

De productie begon met de bereiding van oleogels, die soja-eiwithydrolysaat, gelatine, extra vergine olijfolie, stearinezuur en lecithine bevatten.

De eiwit- en lipidefasen werden in een één-op-één-verhouding gemengd en onderworpen aan krachtige sonificatie, waarbij deeltjes in een vloeistof in beweging worden gebracht door middel van hoogfrequente geluidsgolven (ultrasoon).

Dit proces verbeterde de stabiliteit en homogeniteit van de emulsie. Nadat de oleogels waren gevormd, werden ze gecombineerd met glycerol om de flexibiliteit te verbeteren.

Nadat alle luchtbellen waren verwijderd door middel van ultrasoon ontgassen, liet men het mengsel 24 uur bij kamertemperatuur drogen.

De resulterende oleofilms, met een dikte tussen 0.18 en 0.25 millimeter, bleken waterbestendig met een lage gasdoorlaatbaarheid, wat betekent dat zuurstof, koolstofdioxide en waterdamp de barrière niet gemakkelijk konden passeren.

De methode identificeerde het benodigde ultrasone vermogen voor optimale flexibiliteit, sterkte en barrière-eigenschappen, die met succes werden getest op vers gesneden ananas.

""Bij films met hydrofiele en hydrofobe structuren is ultrasoon emulgeren een essentiële techniek die de filmkwaliteit verbetert door homogeniteit te bevorderen", legt Başyiğit uit. ​"Het voorkomt fasescheiding en maakt het mogelijk om mechanisch robuuste en functionele films te creëren die gedurende langere perioden stabiel blijven.”

Onderzoekers waarschuwen dat er meer investeringen en onderzoek nodig zijn om de verdere ontwikkeling van oleofilms te ondersteunen en ze om te zetten in een commercieel levensvatbaar alternatief voor conventionele folies op basis van plastic.

De onderzoekers gaven aan dat er nog steeds grote uitdagingen zijn die moeten worden aangepakt.

Oleofilms zijn gevoeliger voor scheuren dan de huidige industriestandaard en kunnen nog niet concurreren in mechanische sterkte en flexibiliteit. Vacuüm verpakken is momenteel ook niet haalbaar met deze nieuwe films.

"Hoewel de massaproductie van kunststoffen goed is ingeburgerd en de kosten ervan nog steeds erg laag zijn, moeten oleofilms nog steeds schaalvoordelen behalen", aldus Başyiğit. ​"Op de lange termijn, als deze uitdagingen overwonnen worden, zouden oleofilms kunnen dienen als een milieuvriendelijk alternatief.”

De volgende stap voor de onderzoekers is om het gebruik ervan in voedselverpakkingen op te schalen en andere mogelijke toepassingen te verkennen.

"“Op de lange termijn is de integratie van oleofilms in biomedische toepassingen ook mogelijk”, aldus Başyiğit. ​"In deze context kunnen ze worden gebruikt in toepassingen zoals medicijnafgiftesystemen en wondverbanden.”

"“Het is echter van cruciaal belang om studies uit te voeren om de thermische en mechanische eigenschappen van oleofilms te verbeteren, zodat ze gelijk zijn aan die van films op basis van aardolie”, concludeerde hij.