Filmovi na bazi maslinovog ulja uskoro bi mogli zamijeniti plastičnu ambalažu za hranu

Nova istraživanja pokazuju da se ekstra djevičansko maslinovo ulje može učinkovito koristiti kao ključni sastojak oleofilma, ekološki prihvatljivih zaštitnih premaza za hranu.

Prema turskim istraživačima koji su autor studije, ovi novi materijali mogli bi postati održiva alternativa plastici u ambalaži za hranu.

Brzo se razgrađuju u prirodi i stoga ne uzrokuju ozbiljno onečišćenje okoliša. Oleofilmi smanjuju ugljični otisak smanjenjem ovisnosti o fosilnim gorivima. - Bülent Başyiğit, Sveučilište Harran

Istraživači su razvili jednostavnu i učinkovitu metodu za proizvodnju oleofilmova, čime su materijali korak bliže natjecanju s trenutačnim industrijskim standardima.

"Konvencionalne plastične folije dugo su izdržljive i osiguravaju pouzdanost tijekom transporta i skladištenja", rekao je za Olive Oil Times Bülent Başyiğit, istraživač na Fakultetu inženjerstva Sveučilišta Harran u Şanlıurfi u Turskoj.

Vidi također: Nusproizvodi prerade maslina mogu poboljšati stočnu hranu

"Neke od njihovih drugih prednosti uključuju nisku cijenu, malu težinu, jednostavnost obrade i napredna barijerna svojstva", dodao je. "Međutim, konvencionalne plastične folije na bazi nafte ne razgrađuju se biološki i dugo ostaju u prirodi."

"Štoviše, štetne kemikalije prisutne u prirodnoj strukturi konvencionalnih plastičnih folija mogu prodrijeti u pakirane prehrambene proizvode ili napitke", napomenuo je Başyiğit.

Zbog toga što se temelje na biorazgradivim i jestivim uljnim polimerima, oleofilmi mogu imati značajnu prednost u odnosu na plastiku.

"Njihove najznačajnije značajke su to što se brzo razgrađuju u prirodi i stoga ne uzrokuju ozbiljno onečišćenje okoliša", rekao je Başyiğit. "Oleofilmi smanjuju ugljični otisak smanjujući ovisnost o fosilnim gorivima."

Obično se plastične folije proizvode od sintetičkih polimera dobivenih iz fosilnih goriva, poput polietilena ili polipropilena.

Osim toga, proizvodnja takvih plastičnih folija vrlo je energetski intenzivan proces, no ekonomija obujma učinila ga je znatno isplativim, za razliku od većine drugih industrijskih sektora.

Ključne prednosti oleofilma u odnosu na druge biorazgradive filmove su njegova elastičnost i fleksibilnost. Također su znatno stabilniji kada su izloženi ekstremnim temperaturnim promjenama.

Prema istraživačima, kemijska struktura oleofilma značajno smanjuje rizik od kemijskog istjecanja u hranu ili pića.

Oleofilmi se ne otapaju niti se lako razgrađuju kad su izloženi vlazi, a voda ne prolazi lako kroz njih. "Oleofilmi su otporni na vodu, a njihova propusnost za vodu je niska", potvrdio je Başyiğit.

"Oleofilms mogu poslužiti kao obećavajući sustavi za pružanje zaštite, osobito za masne i vlažne prehrambene proizvode, budući da se sastoje od filmova izrađenih od hidrofobnih i na ulju temeljenih komponenti", rekao je.

"Ovi filmovi mogu produljiti rok trajanja namirnica sprječavanjem oksidacije, smanjenjem gubitka vlage i stvaranjem vodonepropusne barijere", dodao je.

Neki namirnici koje se lako pakiraju pomoću oleofilmskih folija uključuju proizvode na bazi čokolade, sireve, prerađeno meso i krekere.

Osim toga, pokazuju se vrlo učinkovitima u zaštiti svježih namirnica poput voća i povrća.

"Jedan od glavnih razloga za strukturno propadanje u voću i povrću je uklanjanje vode iz njihovih struktura", rekao je Başyiğit. "S obzirom na hidrofobnu prirodu oleofilmskih slojeva, očekuje se da će održavati ravnotežu vlage unutar pakiranja."

"Stoga ovi modeli filmova mogu pomoći u sprječavanju skupljanja i stvrdnjavanja smanjenjem gubitka vode kod svih voća i povrća", dodao je. "Prirodna ulja, poput maslinovog ulja, posjeduju antimikrobna i antifungalna svojstva koja usporavaju kvarenje hrane inhibicijom rasta bakterija i gljivica."

Ekstra djevičansko maslinovo ulje ključni je sastojak metode proizvodnje oleofilma koju je razvio istraživački tim, a koja se pokazala učinkovitijom od drugih biorazgradivih ulja.

"Maslinovo ulje osigurava antioksidativnu aktivnost konačnom proizvodu zbog jedinstvenih struktura koje sadrži," rekao je Başyiğit, aludirajući na prisutnost tokoferola (vitamina E) i fenolnih spojeva u ekstradjevičanskom maslinovom ulju.

"Njihova prisutnost u maslinovom ulju ključna je za sprječavanje ili odgađanje potencijalne oksidacije u filmovima", dodao je. "Sprječavanje ili odgađanje oksidativnog propadanja produžuje vijek trajanja filmskih materijala za pakiranje."

Utvrđeno je da je ekstradjevičansko maslinovo ulje učinkovitije od drugih ulja zbog visokog udjela mononezasićenih masnih kiselina, uglavnom oleinske kiseline, koja nudi poboljšanu zaštitu od oksidacije u usporedbi s polinezasićenim masnim kiselinama.

"Ulja bogata zasićenim i polinezasićenim masnim kiselinama mogu dovesti do stvrdnjavanja ili omekšavanja oleofilmskih slojeva", rekao je Başyiğit. Uravnotežen sadržaj nezasićenih masnoća u ekstradjevičanskom maslinovom ulju čini ga učinkovitijim izborom.

Vidi također: Projekt pretvara maslinove otpatke u superkondenzatore

Fenoli i tokoferoli u maslinovom ulju smanjuju oksidativno oštećenje, svojstvo koje se može produžiti premazom oleofilma.

"Uključivanje ekstradjevičanskog maslinovog ulja u oleofilmske premaze može poboljšati antioksidativna svojstva konačnih proizvoda", rekao je Başyiğit. "Štoviše, antioksidativni spojevi mogu štititi difuzijom kroz film u hranu."

"Folije koje sadrže maslinovo ulje mogu produljiti rok trajanja, očuvati nutritivnu kvalitetu i spriječiti oksidativno propadanje povećanjem antioksidativne sposobnosti i materijala folije i premazanog proizvoda", dodao je.

Prisutnost ekstradjevičanskog maslinovog ulja u oleofilmovima dodatno poboljšava njihovu biorazgradivost.

"Oleinska kiselina, fenolni spojevi i tokoferoli u maslinovom ulju mogu poboljšati biorazgradnju", rekao je Başyiğit. "Fenolne spojeve mogu olakšati razgradnju povećanjem enzimskih reakcija kod mikroorganizama."

Olefilmi na bazi maslinovog ulja proizvedeni su kombiniranjem proteina i lipida pomoću ultrazvučnih tehnika emulzifikacije. Proces koristi visokofrekventne zvučne valove za stvaranje i stabilizaciju emulzija, mješavina dviju nemiješivih tekućina.

Proizvodnja je započela pripremom oleogela, koji sadrže hidrolizat sojinog proteina, želatinu, ekstra djevičansko maslinovo ulje, stearinsku kiselinu i lecitin.

Proteinska i lipidna faza pomiješane su u omjeru jedan prema jedan i podvrgnute snažnom zvučnom zračenju, koje uzrokuje vibraciju čestica u tekućini pomoću zvučnih valova visoke frekvencije (ultrazvuk).

Ovaj je postupak poboljšao stabilnost i homogenost emulzije. Nakon što su oleogeli formirani, spojeni su s glicerolom radi poboljšanja fleksibilnosti.

Nakon ultrazvučnog procesa degaširanja radi uklanjanja zračnih mjehurića, smjesa je ostavljena da se suši na sobnoj temperaturi 24 sata.

Dobiveni oleofilmi, debljine između 0,18 i 0,25 milimetara, pokazali su otpornost na vodu i nisku propusnost plinova, što znači da kisik, ugljični dioksid ili vodena para nisu mogli lako proći kroz barijeru.

Metoda je odredila potrebnu ultrazvučnu snagu za optimalnu fleksibilnost, čvrstoću i barijerne svojstva, koja su uspješno testirana na svježe narezanom ananasu.

"U filmovima koji sadrže hidrofilne i hidrofobne strukture, ultrazvučna emulzifikacija ključna je tehnika koja poboljšava kvalitetu filma poticanjem homogenosti", objasnio je Başyiğit. "Sprječava razdvajanje faza i omogućuje stvaranje mehanički čvrstih i funkcionalnih filmova koji zadržavaju stabilnost tijekom duljih razdoblja."

Istraživači su upozorili da su potrebna dodatna ulaganja i istraživanja kako bi se podržao daljnji razvoj oleofilma i pretvorio ga u komercijalno isplativu alternativu konvencionalnim filmovima na bazi plastike.

Istraživači su dodali da je još uvijek potrebno riješiti značajne izazove.

Oleofilmi su podložniji kidanju od trenutnog industrijskog standarda i još ne mogu konkurirati po mehaničkoj čvrstoći i fleksibilnosti. Vakuumsko pakiranje trenutno također nije moguće s ovim novim filmovima.

"Iako je masovna proizvodnja plastike dobro uspostavljena i njezini troškovi ostaju vrlo niski, oleofilmi još nisu postigli ekonomije razmjera", rekao je Başyiğit. "Dugoročno, ako se ovi izazovi prevladaju, oleofilmi bi mogli poslužiti kao ekološki prihvatljiva alternativa."

Sljedeći korak za istraživače je proširiti primjenu u pakiranju hrane i istražiti druge moguće primjene.

"Dugoročno je moguća i integracija oleofilma u biomedicinske primjene", rekao je Başyiğit. "U tom kontekstu mogli bi se koristiti u primjenama poput sustava za dostavu lijekova i zavoja za rane."

"Međutim, ključno je provesti studije za poboljšanje toplinskih i mehaničkih svojstava oleofilma kako bi odgovarali onima filmova na bazi nafte", zaključio je.

---