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Oct 18, 2023

食用、生分解性、抗

食品包装として使用するために設計されたこの材料は、サンパウロ州立大学の科学者によってゼラチン、粘土、黒胡椒エッセンシャルオイルのナノエマルジョンから製造されました。 アンパロ財団

食品包装として使用するために設計されたこの材料は、サンパウロ州立大学の科学者によってゼラチン、粘土、黒胡椒エッセンシャルオイルのナノエマルジョンから製造されました。

サンパウロ州研究支援財団

食品包装の廃棄は、世界中で環境汚染の主な原因となっています。 推定によると、毎年 3 億 5,000 万トン以上のプラスチックが生産され、海洋に投棄されるゴミの 85% がプラスチックです。 ブラジルは第 4 位の生産国で、年間約 1,100 万トンを生産しています。 さらに悪いことに、プラスチック包装のほとんどは石油などの非再生可能エネルギー由来です。

これらすべての欠点を考慮すると、プラスチックを製造するための化石燃料の使用を削減することが、世界中で多くの研究の目標となっています。 多くの科学者が、微生物による汚染を防ぎ、損失を減らすために保存期間を延長する生分解性包装材料の開発に取り組んでいます。

ソルテイラ島にあるサンパウロ州立大学 (UNESP) の複合材料およびハイブリッド ナノ複合材料グループ (GCNH) と呼ばれる研究チームによって実施された研究は、この取り組みに重要な貢献をもたらしました。 これは FAPESP によってサポートされており、その結果を報告する記事は次のとおりです。出版されたポリマー誌に掲載されました。

研究者らは、無色の粉末の形で小売店で簡単に入手できるB型ウシゼラチンからバイオプラスチック（または「グリーンプラスチック」とも呼ばれる）を作成した。

「ゼラチンは、バイオポリマーの製造に使用された最初の材料の 1 つです。 豊富にあり、低コストで、優れた膜形成特性があるため、今でも広く使用されています」と化学者および材料科学者は述べています。マルシア・レジーナ・デ・モウラ・アウアダ、イリハ・ソルテイラ工学部（FEIS-UNESP）の教授であり、この記事の最後の著者です。

「しかし、包装用のバイオポリマーには、特に機械的特性と蒸気透過性に関する限り、石油製品に匹敵するために改善する必要がある特性があるため、ゼラチンにクロイサイトNa+ナノクレイを追加しました」と彼女は説明しました。

ナノクレイを追加するとフィルムがより均質になり、引張強度が 70 メガパスカル (MPa) に増加しました。 従来のポリエチレン製パッケージの引張強さはこの半分以下です (20 MPa ～ 30 MPa の範囲)。

「ナノクレイに加えて、パッケージにさらに魅力的な風味と香りを与えるために、黒胡椒エッセンシャルオイルから作られたナノエマルジョンも追加しました。 この混合物はまた、ポリマーマトリックスに抗菌成分と抗酸化成分が含まれているため、その材料で包装された食品の保存期間も延長されます」と彼女は言いました。

注目に値するのは、問題のバイオプラスチックは元々、牛肉をハンバーガーの形で包装するために設計されたものであり、牛肉は微生物汚染に弱く、臭いが強いが、ナノクレイとエッセンシャルオイルのナノエマルションをゼラチンマトリックスに添加するという原理は、それが可能であり、今後もそうなるであろうということである。使用するエッセンシャルオイルの種類と割合を変えて、他の食品にも応用できます。

「この種の包装が市場に普及すれば、非生分解性ポリマーから作られたプラスチックの使用を大幅に削減でき、固形廃棄物の量も大幅に削減できる可能性がある」とモウラ・アウアダ氏は述べた。 「さらに、バイオプラスチックは包装食品を病原菌による汚染からよりよく保護し、損失を減らすのに役立ちます。」

GCNH-UNESP で続いた研究ラインは、廃棄物を資源に変換する循環経済に焦点を当てています。 グループのリーダーたちは、ファウゼ・アワダとマルシア・モウラ・アウアダは、UNESP の材料科学大学院プログラム (PPGCM) に所属する教授です。

「私たちの提案は、貧困を撲滅し、地球の経済的持続可能性を促進し、世界人口全体が平和と繁栄を享受できるようにするために国連で採択された持続可能な開発目標（SDGs）と一致しています」とモウラ・アウアダ氏は述べた。