La quantità di rifiuti di plastica aumenta ogni anno. Alcuni di questi rifiuti sono dovuti agli imballaggi in plastica utilizzati per proteggere il cibo. Nell’ambito del progetto BioActiveMaterials, i ricercatori della Fraunhofer-Gesellschaft hanno sviluppato un rivestimento ecologico per imballaggi in carta. Con questo, non solo si risparmia la plastica, ma il rivestimento di proteine e cere di origine vegetale prolunga anche la durata di conservazione del cibo. Dopo l’uso, l’imballaggio può essere collocato nel cestino della carta straccia per lo smaltimento.
Al giorno d’oggi, chi acquista cibo nei discount acquisterà quasi sempre anche imballaggi in plastica . La stragrande maggioranza di salsicce, formaggi, carne e pesce è preconfezionata. Troppo spesso frutta fresca, insalata e verdura sono confezionate in imballaggi di plastica. Questo metodo è igienico e protegge il cibo durante il viaggio verso casa. Tuttavia, le plastiche a base di oli minerali stanno contribuendo alla crescente montagna di rifiuti. In Germania, solo nel 2017 è stato generato un totale di 38,5 chilogrammi di rifiuti di imballaggi in plastica pro capite. Questi rifiuti di plastica galleggiano sugli oceani o vengono esportati in paesi asiatici o africani per lo smaltimento. Esposti a fattori ambientali, questi grandi articoli in plastica si scompongono in microplastiche, che alla fine si fanno strada nella catena alimentare. Ridurre gli imballaggi in plastica anche nel settore alimentare, poi, è una questione di necessità.
Il Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV e il Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB hanno ora presentato una soluzione innovativa e sostenibile per il packaging alimentare. Proprio come con la confezione convenzionale, mantiene il cibo più fresco più a lungo. La nuova confezione, tuttavia, non prevede alcuna plastica. Dopo l’uso, può essere riciclato senza problemi.
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Proteine, cere e antiossidanti prolungano la durata di conservazione del cibo
Nel progetto BioActiveMaterials, i ricercatori usano la carta come materiale di base per la produzione di materiali da imballaggio tipici e funzionali: buste richiudibili o carta da imballaggio. La carta è dotata di uno speciale rivestimento mediante processi standard. I ricercatori realizzano questo rivestimento da proteine e cere con additivi biobased. La speciale formulazione di questo rivestimento, che offre stabilità a lungo termine, svolge più funzioni contemporaneamente. “In primo luogo, le proteine agiscono come uno strato barriera all’ossigeno mentre le cere formano una barriera al vapore acqueo, impedendo, ad esempio, alla frutta di seccarsi rapidamente. In secondo luogo, gli additivi biobased hanno un effetto antiossidante e antimicrobico. Ciò impedisce il deterioramento di carne e pesce. Nel complesso, il cibo ha una durata di conservazione molto più lunga “, spiega la dott.ssa Michaela Müller, responsabile del settore delle superfici funzionali e dell’innovazione dei materiali presso Fraunhofer IGB. Anche le proteine nel rivestimento svolgono un ruolo specifico. Impediscono la permeazione dell’olio minerale dalla carta al cibo. La carta recuperata, in particolare, contiene residui di inchiostro della stampante contenente olio minerale.
Le carte patinate sviluppate nell’ambito del progetto BioActiveMaterials sono un’alternativa all’imballaggio attualmente utilizzato per tutti i tipi di cibo, non importa se frutta e verdura, carne e pesce, formaggio o anche dolciumi. I consumatori possono conservare e gestire gli alimenti confezionati in carta esattamente allo stesso modo degli alimenti confezionati in plastica oggi. “Il nostro imballaggio a base di carta è adatto anche per prodotti che devono essere refrigerati, ad esempio la carne. La funzione antiossidante rimane”, aggiunge Müller. Questa confezione può essere utilizzata anche per alimenti surgelati. “Dopo l’uso, l’imballaggio viene collocato nel cestino della carta straccia , il rivestimento è biodegradabile e non ostacola il processo di riciclaggio”, afferma la dott.ssa Cornelia Stramm, capo del dipartimento del Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV.
Gli Istituti Fraunhofer hanno portato avanti il progetto in team affiatati. Mentre gli scienziati del Fraunhofer IGB si sono occupati della complessa formulazione e produzione del rivestimento, i ricercatori del Fraunhofer IVV stavano testando l’efficacia del rivestimento nella pratica. “Abbiamo testato, ad esempio, l’efficacia del rivestimento che protegge il cibo dalle influenze esterne come il vapore acqueo, l’ossigeno e l’olio minerale”, spiega Stramm. Il team di Fraunhofer IVV si è anche assicurato che il rivestimento fosse in grado di essere applicato alla carta utilizzando la tecnologia roll-to-roll. Questo viene fatto utilizzando una macchina su cui la carta viene guidata sui rotoli. Il rivestimento viene applicato come una dispersione acquosa.
Proteine da materiali di scarto, cere dal Brasile e dal Messico settentrionale
Nella selezione delle materie prime per il progetto BioActiveMaterials, il team ha scelto sostanze naturali approvate per l’uso nell’industria alimentare. Per l’elemento proteico, ad esempio, hanno sperimentato colza, lupini, siero di latte o girasoli. In pratica, le attività agricole potrebbero fornire materiali di scarto inutilizzati dalla produzione all’industria degli imballaggi. Passando alle cere, i ricercatori hanno optato per cera d’api e cera prodotta dal cespuglio di candelilla originario del Messico settentrionale e dalla palma carnauba brasiliana. “Abbiamo scelto queste cere perché sono biodegradabili, approvate per il contatto con gli alimenti e prontamente disponibili sul mercato”, spiega Müller.
Nella produzione vengono impiegate tecniche di laboratorio convenzionali, come frantumazione, riscaldamento, agitazione e miscelazione. “L’abilità sta nel rapporto di miscelazione e nella sequenza in cui vengono aggiunte le singole sostanze. La flessibilità del rapporto quando si mescolano le diverse sostanze ci consente anche di ottimizzare il rivestimento per applicazioni specifiche”, afferma Müller. L’imballaggio per la carne, ad esempio, contenente più antiossidanti, potrebbe avere un effetto antimicrobico e antiossidante particolarmente forte, mentre un rivestimento di cera protegge l’insalata confezionata in una busta particolarmente bene contro l’essiccazione.
Vantaggi per produttori, rivenditori e consumatori
I ricercatori hanno anche pensato agli aspetti molto pratici. Il rivestimento bioattivo può essere utilizzato sia per il cartone che per la carta. E anche la stampa sulla confezione non è un problema. Un produttore potrebbe stampare sul proprio logo o sulle informazioni nutrizionali richieste dalla legislazione alimentare. Anche i discount e i rivenditori di generi alimentari trarranno vantaggio dalla confezione Fraunhofer. Perché i consumatori stanno seguendo la tendenza verso imballaggi efficienti sotto il profilo delle risorse, biodegradabili e privi di plastica.
I partner del progetto di Fraunhofer IVV e Fraunhofer IGB stanno già sperimentando concetti per applicare il rivestimento direttamente ad alimenti come frutta o verdura, prolungandone così la durata. I rivestimenti commestibili sono innocui per la salute per loro stessa natura.
