Gli studi sulle proprietà del chitosano

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Altri studi sui nuovi materiali a base di chitosano sono focalizzati principalmente sull’utilizzo delle sue proprietà antimicrobiche. A questo proposito, si segnala che è stata preparata dalla DuPont una pellicola di etilene rivestita con chitosano, che assicura un rilascio molto contenuto del chitosano nei cibi e che mostra un’elevata attività antimicrobica contro diversi tipi di batteri presenti nelle carni di manzo e pollo, tra cui l’Escherichia coli O157:H7 e la Listeria monocytogenes Scott A. Oltre a questo, è stato verifi cato che l’attività antibatterica della pellicola rivestita con chitosano aumenta quando questa incorpora ioni argento: in queste condizioni l’Escherichia coli O157:H7 e la Stenotrophomonas maltophilia sono state completamente eliminate dopo 2 ore (R. D. Joerger et al., Packaging Technology and Science 22 (2009) 125–138). In un altro studio il rivestimento con chitosano ha consentito di ottenere liposomi con maggiore stabilità all’aggregazione. I liposomi sono vescicole sferiche costituite da una dispersione di lipidi polari in solventi acquosi e stanno diventando oggetto di una notevole attenzione in campo alimentare grazie alla loro capacità di agire come sistemi di supporto release-on-demand per composti funzionali come antimicrobici, sapori e antiossidanti. A differenza di altri sistemi di incapsulamento, i liposomi hanno un’elevata capacità di carico di componenti solubili in acqua e sono biodegradabili e non tossici, anche se uno dei loro limiti principali è che hanno la tendenza a perdere nel tempo i componenti incapsulati. Per cercare di superare questo limite, presso l’Università del Massachusetts (Usa)è stato studiato l’effetto dell’adsorbimento di uno strato di chitosano attorno ai liposomi ottenuti da lecitina di soia. Questo materiale ha mostrato una grande stabilità durante la conservazione a temperatura ambiente per 45 giorni (C. Laye, D. J. Mc Clements, J. Weiss, Journal of Food Science 73 (5), (2008) N7-N15). Altri studi sono stati focalizzati allo sviluppo di nuovi materiali attivi per l’imballaggio alimentare. I materiali da imballaggi attivi sono materiali che cambiano le condizioni del prodotto alimentare confezionato per estenderne la conservabilità. In quest’ambito, presso il VTT Technical Research Centre (Finlandia) è stata messa a punto la preparazione di un composito contenente chitosano, totalmente biocompatibile e con attività antimicrobiche mediante un processo anch’esso globalmente biocompatibile. Più in dettaglio, il composito è formato da chitosano e gallati, questi ultimi già normalmente utilizzati come additivi antiossidanti negli alimenti (E311 ed E312) ed è stato utilizzato come rivestimento di una pellicola di polipropilene biorientato (BOPP) su carta. La biocompatibilità del processo prevede l’utilizzo dell’enzima tirosinasi come catalizzatore per la formazione del composito chitosano-gallati e un trattamento al plasma per il BOPP, che è servito a modifi care la superfi cie del fi lm, facilitando così il processo di rivestimento del BOPP con il composito. Il materiale rivestito ha mostrato una forte attività antimicrobica contro batteri sia Gram-positivi come lo Staphylococcus aureus che Gram-negativi come la Listeria innocua. Considerando che i rivestimenti di chitosano offrono anche un’effi cace barriera contro la trasmissione di ossigeno, si può concludere che il chitosano può consentire di ottenere polimeri biocompatibili con nuove proprietà utili e che questi materiali possono essere sfruttati per imballaggi a diretto contatto con i prodotti alimentari (J. Vartiainen, M. Ratto, R. Lantto, K. Nättinen, Packaging Technology and Science (2008), 21 (6), 317-328)

Gli studi sulle proprietà barriera e meccaniche

Presso l’Università di Campinas (Brasile) sono state preparate pellicole di chitosano plastifi cate con glicerolo in cui le proprietà barriera possono essere modulate ed ottimizzate (C. M. P. Yoshida et al., Packaging Technology and Science 22 (2009) 161–170). In un altro studio, frutto della collaborazione tra Stati Uniti e Brasile, sono stati sviluppati nanocompositi innovativi contenenti nanoparticelle di chitosano disperse in cellulosa, con l’obiettivo di ridurre al minimo la migrazione di acqua e ossigeno all’interno del materiale, oltre a migliorarne le proprietà meccaniche, dal momento che anche la cellulosa, come il chitosano, offre una scarsa barriera al vapore acqueo e non possiede buone proprietà meccaniche. Al fi ne di migliorare le proprietà del nanocomposito, le nanoparticelle di chitosano sono state inserite in un pellicola a base di un derivato della cellulosa, l’idrossipropilmetilcellulosa (HPMC). Questa incorporazione migliora le proprietà meccaniche di entrambi, ma anche consente di migliorare le proprietà barriera del fi lm in modo signifi cativo in quanto le nanoparticelle di chitosano tendono ad occupare gli spazi vuoti nei pori della matrice HPMC, migliorando così la resistenza a trazione della pellicola e le sue proprietà barriera. Questi risultati suggeriscono che i film HPMC con nanoparticelle di chitosano hanno grandi potenzialità per essere utilizzati in futuro in una confezione per alimenti (M. R. Demoura et al., Journal of Food Science, 73 (7), (2008 ) N31-N37).