Nejpoužívanějším materiálem pro balení je plast. Plast je snadno vyrobitelný, ale přináší mnoho negativních dopadů na životní prostředí, jako jsou dlouhé doby rozkladu a poškození přírodních ekosystémů. Skvělou alternativou k plastovým obalům jsou kovové nádoby vyrobené z cínu a hliníku. Tyto nádoby eliminují mnoho problémů, které způsobují plastové obaly. Když se kovové nádoby používají pro potraviny a jiné rychle se kazící produkty, často stále vyžadují plastovou fólii, těsnění nebo povlak, aby plně chránily obsah před kontaktem se vzduchem. V posledních letech se začaly objevovat biologicky rozložitelné obaly a fólie, které nejsou vyrobeny z plastu, jako alternativa ke standardním plastovým obalům. Biologicky rozložitelné obaly jsou vyráběny pomocí biopolymerů, což jsou molekuly často se vyskytující v živých organismech, jako je celulóza a bílkoviny. To znamená, že mohou být bezpečně konzumovány, rychle se rozkládají a často mohou být vytvořeny z odpadních rostlinných produktů [4].
Formy biopolymerů
Biopolymery se používají k výrobě široké škály biologicky rozložitelných obalů, od nádob s víčky po fólie. V souvislosti s kovovými nádobami jsou tři nejrelevantnější formy biologicky rozložitelných obalů: fólie, povlaky a sáčky. Biologicky rozložitelné fólie se používají k nahrazení polyetylenových fólií. Jedním z nejběžnějších použití těchto fólií je balení rychle se kazících potravin a těsnění nádob. To z nich činí jednu z nejčastěji používaných forem biopolymerů ve spojení s kovovými nádobami na potraviny a kosmetiku. Biologicky rozložitelné fólie mají typicky stejné vlastnosti jako jejich plastové protějšky, jako je voděodolnost a prodyšnost [2, 3].
Biologicky rozložitelné povlaky se často používají na ovoce a zeleninu, aby se zabránilo mikrobiální kontaminaci a zvýšila se jejich trvanlivost [1]. Jsou nanášeny na ovoce a zeleninu před balením nebo skladováním v cínové nebo hliníkové nádobě. Biologicky rozložitelné sáčky se používají k ukládání potravin a kosmetiky v kovových nádobách. Tyto sáčky jsou typicky silné, flexibilní a odolné vůči změnám teploty nebo vlhkosti [4]. To z nich činí vynikající řešení pro dlouhodobé skladování nebo pro produkty, které jsou zasílány na dlouhé vzdálenosti.
Druhy polymerů
Biopolymery používané v biologicky rozložitelných obalech se vyrábějí několika různými způsoby. Jednou z nejběžnějších metod výroby je přímá extrakce z rostlinné hmoty. Balení na bázi škrobu je pravděpodobně nejběžnějším typem biopolymeru vyráběného touto metodou. Zelené rostliny, jako jsou brambory, kukuřice, rýže atd., se zahřívají a molekuly škrobu se z nich přímo extrahují. Škrobové biopolymery jsou poté zpracovávány, zahřívány a formovány do konečné podoby obalu. Škrob je považován za velmi dobrý biopolymer, protože se vyrábí ve velkém množství po celém světě, 31 miliard kg ročně, což z něj činí velmi dostupný a nízkonákladový materiál. Bylo prokázáno, že škrobové polymery úspěšně nahrazují polystyrenové a polyetylenové plasty [4].
Dalším běžným biopolymerem často používaným ve spojení se škrobem je chitin. Chitin se běžně vyskytuje v kůži hmyzu, buněčných stěnách hub a skořápkách korýšů. Biologicky rozložitelné fólie se často vyrábějí směsí škrobu a chitinu, protože bylo prokázáno, že mají dobré antimikrobiální vlastnosti. Tyto fólie se používají v obalech na potraviny a jako jedlý povlak na ovoce a zeleninu [4, 5]. Povlaky na bázi škrobu a chitinu dobře fungují ve spojení s kovovými obaly, protože potahují rychle se kazící produkty a zabraňují jejich kontaktu se vzduchem.
Výhody a nevýhody
Biologicky rozložitelné obaly jsou velmi slibnou alternativou k plastům, která pomáhá zmírňovat dlouhodobé problémy způsobené nadměrným používáním plastů. Biologicky rozložitelné obaly jsou vyrobeny z obnovitelných materiálů, na rozdíl od plastů, které jsou vyráběny z ropy. Navíc se biopolymery syntetizují v poměrně energeticky efektivním procesu, který vyžaduje mnohem méně energie než výroba plastových polymerů. Další velkou výhodou biologicky rozložitelných obalů je, že nejsou toxické pro přírodní prostředí ani pro lidi. To je činí mnohem snadněji likvidovatelnými a na rozdíl od plastů se v průběhu času nehromadí. Konečně, biopolymery nám pomáhají snížit závislost na ropě a snížit emise CO2. To je pravděpodobně nejdůležitější výhoda biologicky rozložitelných obalů, protože přispívají k snižování změn klimatu, což je celosvětový problém [4].
I když jsou biologicky rozložitelné obaly převážně pozitivní věcí, nejsou dokonalé a mají několik negativních vlastností. Jedním z problémů, který může vzniknout při dlouhodobém zvýšeném používání biopolymerů, je to, že může být vyžadováno větší množství rostlinné hmoty pro jejich syntézu. Pokud během následujících 50 let nebude vyvinuta efektivnější metoda syntézy, budeme potřebovat více půdy věnované zemědělství, abychom poskytli biomasu potřebnou k výrobě všech požadovaných biopolymerů. Dalším problémem je, že protože se jedná o relativně nový proces, budeme muset postavit mnoho nových zpracovatelských závodů na výrobu těchto biopolymerů [4, 6]. Výstavba nových závodů je nákladný, časově náročný a znečišťující proces, který bude trvat mnoho let. Konečně, ne všechny biopolymery mohou být kompostovány doma a vyžadují speciální kompostovací zařízení, aby byly efektivně kompostovány [7].
Používané ve spojení s kovovými nádobami jsou biologicky rozložitelné obaly vynikající alternativou k běžným plastům. Filmy, povlaky a sáčky na bázi biopolymerů chrání rychle se kazící produkty před kontaktem s mikroby a vzduchem. Jsou extrahovány z přírodních produktů a mohou být vyráběny a likvidovány ekologicky udržitelnými způsoby. Reprezentují možný odklon od plastů, který může pomoci oddělit lidi od naší závislosti na fosilních palivech.
Zjistěte více o biologicky rozložitelných a udržitelných obalech.
Reference
- [1] Farrisa S, Schaich KM, Liu LS, Piergiovanni L, Yamab K (2009): Development of polyion-complex hydrogels as an alternative approach for the production of bio-based polymersfor food packaging applications, Trends Food Sci. Technol., 20; 316-332
- [2] Muratore G, Del Nobile MA, Buonocore GG, Lanza CM, Asmundo CN (2005): The influence of using biodegradable packaging films on the quality of decay kinetic of plum tomato, Int. J Food Eng., 67: 393-399
- [3] Sungsuwan J, Rattanapanone N, Rachanapun P (2008): Effect of chitosan cellulose films on microbial and quality discharachteristics of fresh-cut cantaloupe and pineapple. Postharvest Bio. Technol., 49: 403-410.
- [4] Ivonkovic A, Zeljko K, Talic S, Lasic M (2017): Biodegradable packaging in the food industry. Journal of Food Safety and Food Quality., 68: 26-38.
- [5] Zhao Y, Mc Daniel M (2005): Sensory quality of foods associated with edible film and coating systems and shelf-life extension, Innovations in Food Packaging, San Diego, California, Elsevier Ltd., 434-453.
- [6] Aeschelmann F, Carus M (2015): Bio-based building blocks and polymers in the world: capacities, production, and applications. Industrial Biotechnology, 11.
- [7] Wiles DM, Scott G (2006): Polyolefins with controlled environmental degradability, Polymer Degradation and Stability, Volume 91, Issue 7, pp 1581-5192.
