Zrównoważone biopakowanie: Przyszłość opakowań do żywności

Kona Mondal & Ramesh Babu Padamati

Szkoła Chemii, CRANN αnd Centrum Badawcze AMBER SFI, Trinity College Dublin, Dublin, Irlandia

E-mail: babup@tcd.ie

• Biopakowanie

Biopakowania są latarnią innowacji w dziedzinie zrównoważonych rozwiązań opakowaniowych, oferując drogę ku bardziej ekologicznej przyszłości. Składające się z biodegradowalnych i kompostowalnych materiałów pochodzących ze źródeł odnawialnych, takich jak rośliny, zwierzęta lub mikroorganizmy, biopakowania stanowią zmianę paradygmatu w branży opakowań. Materiały te, w tym poli(kwas mlekowy), polihydroksyalkaniany, pochodne celulozy, chitozan, skrobia, gumy, pektyny i inne substancje pochodzenia biologicznego, mają na celu zmniejszenie naszej zależności od tradycyjnych tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej, odpowiadając na palące obawy środowiskowe związane z zanieczyszczeniem tworzywami sztucznymi. Biopakowania podkreślają zaangażowanie w zrównoważony rozwój, nie tylko zmniejszając wpływ na środowisko, ale także zapewniając funkcjonalne, trwałe i wszechstronne rozwiązania, szczególnie w dziedzinie pakowania żywności. Takie podejście zapewnia bardziej zrównoważoną i odpowiedzialną metodę konserwacji produktów, jednocześnie aktywnie przyczyniając się do ochrony naszej planety.

• Biodegradowalne polimery

Biodegradowalny polimer rozkłada się na nietoksyczne składniki w wyniku procesów biologicznych pod wpływem określonych warunków środowiskowych, takich jak wilgoć, ciepło, światło lub mikroorganizmy. Rozkłada się z czasem, powracając do natury bez pozostawiania trwałych pozostałości. Różne procesy biodegradacji obejmują biodegradację tlenową, beztlenową, enzymatyczną i kompostowanie, w których degradacja odbywa się poprzez hydrolizę i mechanizm oksy-biodegradacji polimerów. Ponadto środowisko biodegradacji obejmuje przede wszystkim glebę, środowisko wodne, składowiska odpadów i kompostowanie. Oprócz ich właściwości funkcjonalnych, bardzo ważne jest zrozumienie zachowania biodegradowalnych polimerów podczas projektowania biopakowań.

• Opakowania nadające się do kompostowania

Opakowania kompostowalne odnoszą się do jednego z rodzajów materiałów biopakujących stosowanych w opakowaniach, które mogą rozkładać się na nietoksyczne materiały, takie jak woda i CO₂ w środowisku kompostowania. Kompostowalność odnosi się do określonych ram czasowych i specyficznych warunków środowiskowych sprzyjających biodegradacji. Oznaczenie to jest potwierdzane poprzez przestrzeganie ustalonych standardów dyktowanych przez normy EN i ISO dotyczące procesu wycofania z eksploatacji. Normy te służą jako naukowe punkty odniesienia, określające, czy dany materiał może z powodzeniem ulec rozkładowi w komercyjnym zakładzie kompostowania bez uszczerbku dla jakości powstałego kompostu. Normy i certyfikaty, takie jak ASTM D6400 lub EN 13432, są często wykorzystywane do weryfikacji kompostowalności produktów opakowaniowych. Opakowania nadające się do kompostowania są zaprojektowane tak, aby podlegały podobnemu procesowi rozkładu po umieszczeniu w przemysłowym lub domowym systemie kompostowania.

• Zalety kompostowalnych materiałów opakowaniowych do żywności

Kompostowalne materiały opakowaniowe do żywności oferują szereg korzyści w zakresie promowania suplamoodporność. Pochodzi z zasobów odnawialnych, Materiały te są zaprojektowane tak, aby rozkładały się na materię organiczną w warunkach kompostowania, zmniejszając obciążenie dla środowiska związane z tradycyjnymi opakowaniami. Opakowania nadające się do kompostowania wspierają usuwanie odpadów z wysypisk., przyczyniając się do gospodarki o obiegu zamkniętym poprzez dostarczanie bogatego w składniki odżywcze kompostu do gleby. Dodatkowo, wykorzystanie Materiały kompostowalne odpowiadają rosnącemu zapotrzebowaniu konsumentów dla ekologicznych alternatyw, dając firmom możliwość poprawy zarządzania środowiskiem i przyciągnięcia świadomych ekologicznie konsumentów. Ogólnie, Kompostowalne opakowania na żywność stanowią realne i odpowiedzialne rozwiązanie zmniejszające wpływ na środowisko. opakowań, zwłaszcza w przemyśle spożywczym, gdzie wymagana jest segregacja opakowań plastikowych od odpadów spożywczych.

Ponadto biotworzywa, pozyskiwane ze źródeł odnawialnych, napotykają przeszkody w oferowaniu przyjaznych dla środowiska substytutów konwencjonalnych tworzyw sztucznych ze względu na ich nieodłączne właściwości fizyczne. Niektóre biotworzywa wykazują kruchość, zmniejszoną stabilność termiczną i nieodpowiednie właściwości bariery dla gazów i wilgoci, z których wszystkie mają kluczowe znaczenie dla materiałów stosowanych w opakowaniach do żywności.

Pomimo utrzymujących się wyzwań, projekt IMPRESS pozostaje poświęcony wykorzystaniu gatunków o niskiej trofii, zasobów morskich i słodkowodnych oraz ich produktów ubocznych do ekstrakcji biopolimerów, w tym chityny, chitozanu, celulozy i innych. Projekt koncentruje się również na opracowaniu opakowań na bazie biologicznej przy użyciu biodegradowalnych tworzyw sztucznych, takich jak poli(kwas mlekowy), poli(ε-kaprolakton), poli(hydroksyalkaniany) i inne, specjalnie dostosowane do zastosowań związanych z owocami morza. Trwające badania i innowacje koncentrują się na dostosowaniu tych materiałów w celu uzyskania lepszych właściwości fizykochemicznych, a ostatecznym celem jest przyczynienie się do gospodarki o obiegu zamkniętym, bezodpadowej. Dodatkowo, priorytetem projektu jest ocena kompostowalności i biodegradowalności opracowanych opakowań na bazie biologicznej, mająca na celu zrozumienie wpływu na środowisko i przyczynienie się do zrównoważonych rozwiązań opakowaniowych. Wraz ze wzrostem świadomości konsumentów i zaangażowaniem przemysłu w zrównoważony rozwój, biodegradowalne materiały opakowaniowe mogą zmienić krajobraz opakowań żywności, kierując nas w stronę bardziej przyjaznej dla środowiska i zrównoważonej przyszłości.

Odniesienie:

1. https://www.european-bioplastics.org/
2. https://biopost.ie/
3. https://impress-he.eu/
4. Versino, F., Ortega, F., Monroy, Y., Rivero, S., López, O. V., & García, M. A. (2023). Zrównoważone i biopochodne opakowania żywności: przegląd przeszłych i obecnych innowacji projektowych. Foods, 12(5), 1057.
5. Moshood, T. D., Nawanir, G., Mahmud, F., Mohamad, F., Ahmad, M. H., & AbdulGhani, A. (2022). Zrównoważony rozwój biodegradowalnych tworzyw sztucznych: Nowy problem czy rozwiązanie globalnego zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi? Current Research in Green and Sustainable Chemistry, 5, 100273.
6. Zinoviadou, K. G., Kastanas, P., Gougouli, M., & Biliaderis, C. G. (2022). Innowacyjne materiały pochodzenia biologicznego dla zrównoważonego rozwoju opakowań. W Strategie innowacji w przemyśle spożywczym (s. 173-192). Academic Press.
7. Shaikh, S., Yaqoob, M., & Aggarwal, P. (2021). Przegląd opakowań biodegradowalnych w przemyśle spożywczym. Current Research in Food Science, 4, 503-520. https://biopost.ie/Weligama Thuppahige, V. T., & Karim, M. A. (2022). Kompleksowy przegląd właściwości i funkcjonalności biodegradowalnych i półbiodegradowalnych materiałów opakowaniowych do żywności. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 21(1), 689-718.
8. Wu, F., Misra, M., & Mohanty, A. K. (2021). Wyzwania i nowe możliwości w zakresie barierowości biodegradowalnych polimerów dla zrównoważonych opakowań. Progress in Polymer Science, 117, 101395.
9. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/biodegradation#:~ :text=Biodegradation%20can%20occur%20by%20two,oxidation)%20and%20oxo%2 Dbiodegradation.