Imballaggi antimicrobici, impiego di zeoliti contenenti metalli accoppiate con diversi materiali

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Gli imballaggi antimicrobici, che consentono la conservazione degli alimenti deperibili e il prolungamento del loro tempo di conservazione, sono una categoria molto vasta sia dal punto di vista dei materiali sia delle tipologie di imballaggio. Per quanto riguarda le tipologie di imballaggio abbiamo le seguenti categorie: aggiunta all’imballaggio di bustine contenenti agenti antimicrobici volatili; incorporazione di agenti antimicrobici direttamente nei materiali da imballaggio; rivestimento delle superfici dei materiali con agenti antimicrobici. Nell’ultimo caso, lo sviluppo di pellicole antimicrobiche per avvolgere o rivestire gli alimenti ha comportato l’utilizzo di diversi materiali, come il polipropilene, il polietilene, il polietilentereftalato ed inoltre la carta, il cartone e i fogli di alluminio. In passato, i fogli di alluminio hanno trovato una vasta applicazione nel packaging alimentare grazie alle loro proprietà barriera nei confronti dell’umidità, della migrazione dell’aroma del cibo, dell’ossigeno e di altri gas, oltre alla loro funzione coprente nei confronti della luce. L’unico problema connesso con l’utilizzo dell’alluminio è rappresentato dalla stabilità chimica quando è a contatto con gli alimenti, che varia a seconda della composizione dei prodotti alimentari e che in casi specifici rende necessario il rivestimento interno del foglio di alluminio. Tuttavia complessivamente si può ritenere che i fogli di alluminio contenenti materiale antimicrobico abbiano un ruolo importante nel prolungare la durata di conservazione dei prodotti alimentari, aumentandone la qualità e la sicurezza.
Zeoliti

Anche gli agenti antimicrobici testati per uso alimentare sono una categoria molto vasta che include i fungicidi, i battericidi, gli enzimi, gli estratti vegetali e i gas inorganici; recentemente, sono stati sviluppati anche materiali antibatterici contenenti metalli, tra cui le zeoliti, che sono alluminosilicati con canali tra loro interconnessi che sono occupati da molecole di acqua e da specie metalliche. Queste ultime sono mobili e possono essere scambiate con altre specie metalliche: ad esempio, il sodio presente normalmente nelle zeoliti può essere sostituito con l’argento, che presenta attività antimicrobica contro molti batteri e muffe. Le zeoliti antibatteriche sostituite con argento sono già in commercio ed il loro utilizzo è approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. Queste zeoliti possono anche essere incorporate in materiali come il polietilene, il polipropilene, il nylon ed il poliuretano a formare materiali da imballaggio innovativi con proprietà antibatteriche. In quest’ambito, è stata determinata l’efficacia della zeoliti con argento impregnate su carta da imballaggio per ridurre la crescita batterica sui tagli di manzo, maiale e tacchino (J. Lee, 2011). L’efficacia di questo sistema è stata confrontata con quella di comune carta da macellaio. Per effettuare il confronto, i campioni sono stati inoculati con Pseudomonas putida e conservati su entrambi i materiali per 4 giorni a 4°C e a 10°C. I risultati hanno mostrato che durante i 4 giorni di conservazione a 4°C il tasso di crescita della Pseudomonas putida risulta più lento in presenza di carta con zeoliti contenenti argento. In un altro studio, nelle zeoliti sono stati inseriti con successo oltre all’argento anche lo zinco, che sono entrambi biocidi privi di tossicità per il corpo umano. Questo sistema è stato usato per ottenere un rivestimento antibatterico per i fogli di alluminio (H. Dogan et al., 2009). Per favorire il legame degli antimicrobici all’alluminio, è stata preparata una lacca di acetato di vinile spessa 6-10 mm contenente zeoliti antibatteriche con argento e zinco ed è stata depositata su di un foglio di alluminio; il materiale così ottenuto è stato poi esposto alla crescita batterica per 24 ore ed ha mostrato una buona attività antibatterica contro l’Escherichia coli. In particolare, quando gli ioni d’argento caricati nelle cavità delle zeoliti erano più dell’1% e la concentrazione delle zeoliti nella lacca era maggiore o uguale allo 0,5%, gli esperimenti di crescita batterica hanno mostrato eccellenti risultati. Quindi, la presenza delle zeoliti antibatteriche nel rivestimento dei fogli di alluminio consente di minimizzare la contaminazione microbica dei prodotti alimentari durante le diverse fasi della conservazione, del trasporto e della manipolazione, prolungando così la durata di conservazione dei prodotti alimentari.

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