I nanocompositi contenenti nanoparticelle di ossidi metallici incorporate nei materiali per imballaggi alimentari offrono grandi vantaggi per quanto riguarda il rinforzo dei materiali, le proprietà barriera all’ossigeno e all’acqua e le proprietà antimicrobiche.
Purtroppo, ci sono alcuni rischi associati al loro utilizzo in materiali che sono a contatto con i prodotti alimentari e quindi possono avere delle ripercussioni sulla salute umana, oltre che sull’ambiente. Pertanto, si cerca di superare queste limitazioni studiando nuovi materiali che portino gli stessi vantaggi, ma che abbiano minori controindicazioni.
In quest’ottica, si sta sviluppando interesse per i composti metallo-organici (Metal-Organic Framework, MOF), che sono una classe di materiali costituita da gruppi organici (es .: acidi policarbossilici come ad esempio l’EDTA) legati a ioni metallici (es. calcio, magnesio, ferro, manganese, alluminio, zirconio e titanio) e si definiscono come composti che contengono un legame metallo-carbonio.
Questi composti sono già usati da tempo come reagenti e nella catalisi industriale, ma per loro si potrebbe aprire un utilizzo più ampio pensando di inserirli nei materiali da imballaggio alimentare, come riportato nella recensione scritta da P.S. Sharanyakanth et al. (Trends in Food Science & Technology 104, 2020, pp. 102–116), dell’Indian Institute of Food Processing Technology (India). In questa recensione sono state esaminate le principali proprietà e le applicazioni fondamentali dei MOF, nonché i costi di produzione e gli aspetti legati alla tossicità di questi prodotti.
Le loro proprietà fondamentali di interesse per il campo del packaging sono elencate schematicamente di seguito.
Proprietà
- Un’elevata porosità e un’alta area superficiale, proprietà interessanti per l’uso dei MOF nei materiali di confezionamento, per l’incorporazione di sostanze bioattive (antimicrobici, conservanti, ecc.) in quantità molto superiori ai composti tradizionali, da rilasciare in maniera controllata ai prodotti alimentari.
- La varietà di gruppi organici e di metalli utilizzabili porta ad un numero elevatissimo di composti ottenibili, con una varietà superiore a qualsiasi altra classe di composti: nell’ultimo decennio sono stati preparati più di 20.000 MOF diversi.
- Buona biocompatibilità e assenza di reattività sia con il materiale che li ospita sia di eventuali sostanze attive in essi incorporate.
- Possibilità di usare i MOF anche negli imballaggi in forma di pellicole.
Tutte queste proprietà rendono i MOF candidati ideali come agenti attivi per aumentare il tempo di conservazione e contemporaneamente migliorare la qualità e la sicurezza. In particolare, le loro diverse applicazioni nel confezionamento alimentare sono elencate di seguito.
