Fig. 1:Una bolsa resellable hecha de papel con el revestimiento en el interior. Después de su uso, el embalaje se coloca en la papelera de reciclaje de papel usado con los materiales bioactivos. Crédito:Fraunhofer
La cantidad de residuos plásticos aumenta cada año. Parte de este desperdicio se debe a los envases de plástico que se utilizan para proteger los alimentos. Como parte del proyecto BioActiveMaterials, Los investigadores de Fraunhofer-Gesellschaft han desarrollado un revestimiento ecológico para envases de papel. Con este, no solo se ahorra plástico, pero el recubrimiento de proteínas y ceras de origen vegetal también prolonga la vida útil de los alimentos. Después de su uso, el embalaje se puede colocar en el contenedor de reciclaje de papel usado para su eliminación.
Hoy en día, quienes compran alimentos en tiendas de descuento casi siempre también comprarán envases de plástico. La gran mayoría de embutidos, queso, la carne y el pescado están preenvasados. Fruta fresca, la ensalada y las verduras vienen con demasiada frecuencia en envases de plástico. Este método es higiénico y protege los alimentos en su trayecto hasta el hogar. Sin embargo, Los plásticos a base de aceite mineral están contribuyendo a la creciente montaña de desechos. En Alemania, Solo en 2017 se generó un total de 38,5 kilogramos de residuos de envases de plástico per cápita. Estos desechos plásticos flotan en los océanos o se exportan a países asiáticos o africanos para su eliminación. Expuesto a factores ambientales, estos grandes artículos de plástico se descomponen en microplásticos, que finalmente se abren paso en la cadena alimentaria. Reducir los envases de plástico también en el sector alimentario, luego, es una cuestión de necesidad.
El Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Envasado IVV y el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB han presentado ahora una solución innovadora y sostenible para el envasado de alimentos. Al igual que con los envases convencionales, mantiene la comida fresca por más tiempo. El nuevo envase, aunque, no incluye plástico alguno. Después de su uso, se puede reciclar sin problemas.
Fig.2:En el proceso de recubrimiento, el papel es guiado sobre rollos y provisto de los “Materiales BioActivos”. Estos se suministran en forma de dispersión acuosa. Crédito:Fraunhofer
Proteínas las ceras y los antioxidantes prolongan la vida útil de los alimentos
En el proyecto BioActiveMaterials, Los investigadores utilizan papel como material base para producir materiales de embalaje típicos y funcionales:bolsas resellables o papel de envolver. El papel se suministra con un recubrimiento especial mediante procesos estándar. Los investigadores fabrican este recubrimiento a partir de proteínas y ceras con aditivos de base biológica. La formulación especial de este recubrimiento, que ofrece estabilidad a largo plazo, realiza varias funciones al mismo tiempo. "Primero, las proteínas actúan como una capa de barrera al oxígeno mientras que las ceras forman una barrera al vapor de agua, previniendo la fruta, por ejemplo, se seque rápidamente. Segundo, los aditivos de base biológica tienen un efecto antioxidante y antimicrobiano. Esto evita que la carne y el pescado se echen a perder rápidamente. En general, la comida tiene una vida útil mucho más larga, "explica la Dra. Michaela Müller, Responsable del Área de Innovación de Materiales y Superficies Funcionales en Fraunhofer IGB. Las proteínas del revestimiento también desempeñan funciones específicas. Evitan que el aceite mineral penetre desde el papel hasta la comida. El papel recuperado, en particular, contiene residuos de tinta de imprenta que contiene aceite mineral.
Los papeles estucados desarrollados como parte del proyecto BioActiveMaterials son una alternativa a los envases que se utilizan actualmente para todo tipo de alimentos, no importa si son frutas y verduras, carne y pescado, queso o incluso repostería. Los consumidores pueden almacenar y manipular los alimentos envasados en papel exactamente de la misma manera que los alimentos envasados en plástico en la actualidad. "Nuestro embalaje a base de papel también es adecuado para productos que deben refrigerarse, carne, por ejemplo. La función antioxidante permanece, ", añade Müller. Este envase puede utilizarse incluso para alimentos congelados". Después de su uso, el embalaje se coloca en la papelera de reciclaje de papel usado, el revestimiento es biodegradable y no obstaculiza el proceso de reciclaje, "dice la Dra. Cornelia Stramm, Jefe de Departamento del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Embalaje IVV.
Los Institutos Fraunhofer han seguido adelante con el proyecto en equipos muy unidos. Mientras que los científicos de Fraunhofer IGB se han encargado de la compleja formulación y producción del recubrimiento, los investigadores de Fraunhofer IVV estaban probando qué tan bien funciona el recubrimiento en la práctica. "Hemos probado, por ejemplo, la eficacia con la que el recubrimiento protege los alimentos contra influencias externas como el vapor de agua, oxígeno y aceite mineral, "explica Stramm. El equipo de Fraunhofer IVV también se aseguró de que el recubrimiento fuera capaz de aplicarse al papel mediante la tecnología de rollo a rollo. Esto se hace utilizando una máquina en la que el papel se guía sobre rollos. El recubrimiento se aplica como una dispersión acuosa.
Fig.3 La habilidad consiste en producir la dispersión de revestimiento acuosa en la proporción de mezcla correcta de ceras, proteínas y aditivos, así como la secuencia en la que se agregan. Crédito:Fraunhofer
Proteínas de materiales de desecho, ceras de Brasil y norte de México
Al seleccionar las materias primas para el proyecto BioActiveMaterials, el equipo eligió sustancias naturales aprobadas para su uso en la industria alimentaria. Para el elemento proteico, por ejemplo, experimentaron con colza, altramuces suero o girasoles. En la práctica, Las operaciones agrícolas podrían entregar los materiales de desecho no utilizados de la producción a la industria del embalaje. Volviendo a las ceras, los investigadores optaron por cera de abejas y cera producida a partir del arbusto de candelilla nativo del norte de México y de la palma carnauba brasileña. "Nos decidimos por estas ceras porque son biodegradables, aprobados para el contacto con alimentos y fácilmente disponibles en el mercado, "explica Müller.
Técnicas convencionales de laboratorio, como aplastar, calefacción, agitando y mezclando, se emplean en la producción. "La habilidad está en la proporción de mezcla y la secuencia en la que se agregan las sustancias individuales. La flexibilidad con la proporción al mezclar las diferentes sustancias también nos permite optimizar el recubrimiento para aplicaciones específicas, "dice Müller. Envases para carne, por ejemplo, que contiene más antioxidantes, podría tener un efecto antimicrobiano y antioxidante particularmente fuerte, mientras que una capa de cera protege la ensalada envasada en una bolsa especialmente bien contra la desecación.
Ventajas para los productores, minoristas y consumidores
Los investigadores incluso han pensado en los aspectos muy prácticos. El revestimiento bioactivo se puede utilizar tanto para cartón como para papel. Y la impresión en el embalaje tampoco es un problema. Un productor podría imprimir en su logotipo o la información nutricional requerida por la legislación alimentaria. Las tiendas de descuento y los minoristas de alimentos también se beneficiarán del empaque Fraunhofer. Dado que los consumidores siguen la tendencia hacia el uso eficiente de los recursos, Envases biodegradables y sin plástico.
Los socios del proyecto de Fraunhofer IVV y Fraunhofer IGB ya están experimentando con conceptos para aplicar el recubrimiento directamente a alimentos como frutas o verduras. extendiendo así su vida útil. Los recubrimientos comestibles son inofensivos para la salud por su propia naturaleza.
