Aplikace řasových polysacharidů v balení potravin
V současné době se plastové znečištění postupně stává druhým nejnaléhavějším problémem životního prostředí na světě po změně klimatu, což představuje velké výzvy pro globální udržitelný rozvoj. Čína je největším výrobcem a spotřebitelem plastů na světě. Syntetické plasty vyrobené z ropných produktů jsou široce používány v průmyslu balení potravin. Tradiční plastové obaly jsou často -nerecyklovatelné, -biologicky nerozložitelné a mají špatnou opětovnou použitelnost, což vede k rychlému hromadění plastového odpadu na skládkách a v oceánech, což způsobuje vážné ekologické a zdravotní problémy. Kromě toho se v potravním řetězci mohou hromadit také mikroplasty a toxické přísady v plastech.
Biologicky rozložitelné obalové materiály vyrobené z biopolymerů mohou nahradit obalové materiály na bázi -biodegradabilní ropy-, čímž se sníží znečištění životního prostředí. Mezi biopolymery jsou polysacharidy hojné, levné,-nenákladné,-toxické, obnovitelné a šetrné k životnímu prostředí. Polysacharidy řas, jako je karagenan, alginát, agar a ulvan, mají biologické účinky, jako jsou antivirové, antibakteriální, proti-zánětlivé, antioxidační, protinádorové a imunitní-regulační vlastnosti a jsou široce používány v lékařství, potravinářství, kosmetice a dalších oblastech. Polysacharidy z řas mají zároveň dobré filmotvorné-vlastnosti, určitou mechanickou pevnost a dobrou bariéru pro plyny, takže jsou vhodné pro vývoj ekologických{10}}plastových obalů, které zajišťují kvalitu potravin a mikrobiální bezpečnost.
Obecně se polysacharidy z řas často používají v materiálech pro balení potravin ve formě polysacharidových kompozitů. Mezi způsoby úpravy polymerů na bázi polysacharidů patří chemická modifikace polysacharidů, přidávání přírodních nebo chemických přísad (jako jsou změkčovadla, povrchově aktivní látky, činidla proti hnědnutí atd.), míšení s různými typy polymerů, navrhování vícevrstvých filmů a přidávání nanočástic. Tyto metody mohou produkovat polysacharidové kompozitní materiály používané k vývoji nových typů balení potravin.
01
Jedlé fólie a nátěry
Thakur a kol. [2] použili rýžový škrob/ι-karagenan/kyselinu stearovou/glycerol/Tween 20 k vytvoření jedlého povlaku s vysokou pevností v tahu (116,5 N/m²), střední rozpustností (63,22 %) a nízkou propustností vodní páry (3,55×10⁻⁻¹¹¹ g·¹·¹·¹·¹·¹·¹·Pa vytváří jedlý, konzervační povlak na povrchu ovoce.
Peretto a kol. [3] připravili jedlý povlak pomocí alginátu sodného/petrželového fenolu/methylcinnamátu, který lze aplikovat na čerstvé jahody pomocí elektrostatického stříkání nebo natírání. Ve srovnání s konvenčními -elektrostatickými metodami postřiku tento přístup zlepšuje pevnost ovoce a další mechanické vlastnosti a zároveň poskytuje vyšší přirozenou antimikrobiální aktivitu a lépe zachovává čerstvost jahod.
02
Aktivní balení
Aktivní obaly poskytují nejen inertní bariéru proti vnějším podmínkám, ale hrají také důležitou roli při uchovávání potravin a sledování kvality. Aktivní sloučeniny v aktivních obalech mohou odstraňovat vlhkost, oxid uhličitý, kyslík nebo etylen z potravin nebo životního prostředí nebo poskytovat antibakteriální, antioxidační a chuťové -zlepšení.
Obrázek 1 Jedlé fólie a povlaky pro aktivní balení na bázi polysacharidů řas [1]
Jedlé fólie připravené z κ- a ι{1}}karagenanu, glycerolu a extraktu z Lapacho mají dobrou antioxidační aktivitu, která pomáhá prodloužit trvanlivost ovoce a zeleniny [4]. Antimikrobiální filmy vyrobené z agaru a nisinu z Lactobacillus in saké mohou nahradit tradiční hliníkovou fólii používanou při balení sýrů [5]. Přidání antibakteriálních kovových nanočástic do polysacharidových kompozitních filmů může výrazně zvýšit antimikrobiální účinky. Aktivní fólie na balení potravin vyvinuté z nanočástic pululanu/karagenanu CuS/D-limonenu vykazují dobrou antibakteriální aktivitu proti alimentárním patogenům [6]. Ultrafialové světlo je hlavním faktorem podporujícím stárnutí a kažení potravin. Yang a kol. [7] vyvinuli aktivní filmy s UV-blokováním a tepelně izolačními vlastnostmi integrací bio-inspirovaných dopaminem{15}}melaninem pevných nanočástic do filmů z alginátu sodného/polyvinylalkoholu.
03
Inteligentní balení
Inteligentní obaly mohou spotřebitelům poskytnout rychlé,{0}}nedestruktivní-informace v reálném čase o kvalitě a bezpečnosti balených potravin.
Mezi nimi jsou kolorimetrické fólie pH senzorů, které nabízejí bezpečnou, ne{0}}destruktivní metodu vizuálního hodnocení čerstvosti potravin během skladování. Kolorimetrické filmy senzoru pH vyvinuté z ι-karagenanu a přírodních smíšených barviv vykazují jasné barevné změny (červená-fialová-modrá-zelená-žlutá) v rozsahu pH 1,0-12,0 a lze je použít k detekci kažení potravin [8]. Kolorimetrické filmy připravené začleněním extraktu z malinových výlisků do kompozitních filmů pektin/alginát sodný/xanthanová guma vykazují znatelné barevné změny od růžové-červené-hnědé-modré-tmavě zelené v rozmezí pH 5–10, díky čemuž jsou užitečné pro zjištění čerstvosti potravin bohatých na bílkoviny [9].
Obrázek 2 Schéma inteligentního balení a indikátorů čerstvosti