Folia biodegradowalna o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych oraz sposób otrzymywania tej folii


ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Łódzka

  • prof. dr hab inż. Grażyna Budryn - kierownik
  • dr hab. inż. Agnieszka Nowak
  • prof. uczelni mgr inż. Andrzej Jaśkiewicz

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Wynalazek dotyczy materiału biodegradowalnego na bazie skrobi ziemniaczanej, o ulepszonych właściwościach wytrzymałościowych i przepuszczalności dzięki modyfikacji polegającej na sieciowaniu naturalnym fosforanem organicznym. Materiał jest wzbogacony w ekstrakt z korzenia cykorii, co nadaje mu właściwości przeciwdrobnoustrojowe i przeciwutleniające. Materiał jest w pełni biodegradowalny i może być formowany do postaci folii, tacek, kubków i innych kształtów. Może być stosowany jako opakowanie do żywności, kosmetyków i tym podobnych produktów. Wynalazek pozwala na zmniejszenie strat żywności poprzez możliwość wydłużenia okresu przechwywania bez konieczności stosowania konserwantów, żywność jest bardziej bezpeczna i zachowuje wyższą jakość. Pozwala także zmniejszyć użycie materiałów, w tym folii, z tworzyw sztucznych, ponieważ posiada dobre właściwości mechaniczne i barierowe i może być stosowany jako alternatywa plastików. Dodatkowo pozwala na zagospodarowanie korzenia cykorii, w szczególności części zawierających laktony seskwiterpenów, które są produktem odpadowym przy produkcji cykorii sałatowej. Produkt wykorzystuje bioodpady i jest całkowicie naturalny.

ISTOTA WYNALAZKU

Wynalazek dotyczy tworzywa naturalnego na bazie skrobi ziemniaczanej, w szczególności w postaci folii. Folie skrobiowe charakteryzują się słabą odpornością na zrywanie. W celu poprawy właściwości mechanicznych po raz pierwszy w skali światowej do modyfikacji skrobi zastosowano molekularny densyfikator sieciujący, organiczny fosforan, który można pozyskiwać z odpadów rolniczych, np. z otrębów zbożowych. W ten sposób folia uzyskała właściwości mechaniczne porównywalne do folii z tworzyw sztucznych. Folia na bazie skrobi stanowi dobrą pożywkę dla drobnoustrojów. Dzięki wprowadzeniu do materiału skrobiowego izolatu z korzenia cykorii zawierający laktony seskwiterpenów, inhibitora procesów powodujących psucie żywności, uzyskano nie tylko ograniczenie rozwoju bakterii i grzybów na folii, ale również w przechowywanych produktach żywnościowych. Otrzymana folia mimo przezroczystości ogranicza niemal całkowicie przepuszczanie światła UV w przeciwieństwie do folii z polietylenu, posiada dobre właściwości barierowe w stosunku do gazów, topi się w temperaturze wyższej od polietylenu, dzięki czemu wykazuje lepszą odporność termiczną. Jest stabilna podczas zamrażania i rozmrażania. Folia będąca przedmiotem wynalazku ogranicza rozwój miedzy innymi takich dnoustrojów jak: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens i Aspergillus niger. Wytwarzanie folii obejmuje otrzymanie mieszanki składającej się materiału bazowego, densyfikatora molekularnego, inhibitora procesów powodujących psucie żywności lub kosmetyków oraz plastyfikatora. Mieszanka jest następnie poddawana granulacji i formowaniu poprzez wytłaczanie i wylewanie. Podczas prac nad wynalazkiem otrzymano szereg izolatów z korzenia cykorii, sprawdzono ich właściwości przeciwdrobnoustrojowe, przeciwutleniające i prozdrowotne. zoptymalizowano efektywność ich otrzymywania i oczyszczania. Przeprowadzono sieciowanie skrobi fosforanem organicznym w różnych warunkach. Wykonano wylewanie folii w skali mikro przemysłowej w Instytucie Nowych Syntez Chemicznych w Puławach. Przetestowano właściwości fizyczne, chemiczne, mikrobiologiczne i podatność na kompeostowanie folii. Folia jest całkowicie kompostowalna. Może byc utylizowana poprzez strumień komunalnych suchych odpadów biodegradowalnych, kompostownik przydomowy, a także, po rozpuszczeniu w wodzie, poprzez strumień komunalnych odpadów płynnych do oczyszczalni zewnętrznej lub przydomowej. Może być również stosowana jako opakowanie jadalne ze względu na użycie do jej otrzymywania tylko naturalnych składników żywnościowych. Produkt jest odpowiedni dla wegan. Materiał skrobiowy stosowany jako opakowanie żywności lub kosmetyku kształtuje wizerunek producenta opakowanego produktu jako firmy wierającej zrównoważony rozwój oraz gospodarkę obiegu zamkniętego.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Materiał opakowaniowy na bazie skrobi z dodatkiem organicznego fosforanu i ekstraktu z cykorii może być kształtowany do postaci folii do formowania i zgrzewania saszetek, woreczków, wieczek i owijek tacek, lub do postaci innych opakowań takich jak tacki, talerzyki, kubeczki, itp. Może stanowić także jadalną powłokę. Folia ma zastosowanie do wyrobów takich jak: kanapki, batony, ciastka, orzeszki, chrupki, chipsy, ziarna, mąki, müsli, makarony, kasze, sery dojrzewające, wędliny o niskiej wilgotności, suszone zioła, suszone owoce i warzywa, koncentraty dań, świeże owoce i warzywa o niskim poziomie oddychania, mrożonki. Folia i inne formy opakowaniowe mają możliwość barwienia, stosowania nadruków. Po wytłoczeniu materiał może być stosowany do produkcji biodegradowalnych naczyń jednorazowych. Materiał może być stosowany również do pakowania kosmetyków o niskiej wilgotności. Zastosowanie powłoki hydrofobowej pozwoli na zwiększenie odporności opakowań na rozpuszczanie pod wpływem wilgoci.