La funzionalizzazione dell'imballaggio al fine di realizzare sistemi per limitare l’ossidazione degli alimenti, e quindi aumentarne la shelf life, è un tema molto attuale nel settore delle tecnologie alimentari, accanto a quello della produzione di packaging antimicrobici. Le soluzioni attualmente studiate sia a livello accademico che industriale si concentrano sull’additivazione di sostanze antiossidanti ai polimeri in fase di lavorazione tipicamente tramite melt extrusion, o sull’utilizzo di altre soluzioni complesse poco ecosostenibili quali la realizzazione di coating tramite metallizzazione o l’utilizzo di ossidi (SiOx), la creazione di multilayers o di nanocompositi con cariche inorganiche. L’additivazione via melt extrusion presenta diversi problemi, primo fra tutti la possibile migrazione dell’additivo, ed eventualmente anche del suo carrier inorganico, nell'alimento e quindi la sua contaminazione. Una via potenzialmente percorribile per ottenere un packaging intrinsecamente antiossidante senza l’additivazione in miscela è quella dell’incorporazione nella catena polimerica di molecole intrinsecamente antiossidanti tramite grafting. Le sostanze da utilizzare devono poter reagire con la catena polimerica in crescita mantenendo però libere le funzioni che possono garantire la proprietà antiossidante e/o chelante. In questo lavoro sono stati sintetizzati, a partire da lattide, alcuni polimeri derivanti dall'acido polilattico (PLA) contenenti una molecola con proprietà antiossidante, l’alcool vanillico, legata direttamente alla catena polimerica. Tale molecola è stata introdotta come terminatore di catena, tramite la funzione alcoolica, per mantenere inalterata la sua capacità antiossidante/chelante. Poiché l’utilizzo di un terminatore di catena porta inevitabilmente all’abbassamento del peso molecolare del polimero e quindi alla perdita di proprietà meccaniche, sono stati sintetizzati dei polimeri parzialmente ramificati per aumentare la viscosità del polimero in stato fuso, e ottenere quindi polimeri con viscosità simili a quelle dei PLA industriali usati per packaging. L’analisi NMR ha mostrato che l’alcool vanillico è effettivamente legato al polimero, la SEC ha confermato che il peso molecolare è simile a quello dei PLA commerciali e l’analisi termica DSC ha evidenziato che le proprietà termiche sono simili a quelle dei PLA industriali. Le analisi reologiche confermano che la viscosità del polimero in stato fuso è paragonabile a quella di un PLA commerciale normalmente usato per la produzione di film. Infine, sono stati ottenuti dei film per casting da solvente le cui proprieta’ antiossidanti sono state valutate con metodologie note.

Biopolimeri innovativi con proprieta’ antiossidanti da acido polilattico (PLA) / M.A. Ortenzi, H. Farina, L. Verotta, E. Mascheroni, G. Di Silvestro. ((Intervento presentato al convegno AGORÀ : INCONTRO NAZIONALE SUL FOOD PACKAGING tenutosi a Monza nel 2013.

Biopolimeri innovativi con proprieta’ antiossidanti da acido polilattico (PLA)

M.A. Ortenzi;H. Farina;L. Verotta;E. Mascheroni;G. Di Silvestro
2013-10-17

Abstract

La funzionalizzazione dell'imballaggio al fine di realizzare sistemi per limitare l’ossidazione degli alimenti, e quindi aumentarne la shelf life, è un tema molto attuale nel settore delle tecnologie alimentari, accanto a quello della produzione di packaging antimicrobici. Le soluzioni attualmente studiate sia a livello accademico che industriale si concentrano sull’additivazione di sostanze antiossidanti ai polimeri in fase di lavorazione tipicamente tramite melt extrusion, o sull’utilizzo di altre soluzioni complesse poco ecosostenibili quali la realizzazione di coating tramite metallizzazione o l’utilizzo di ossidi (SiOx), la creazione di multilayers o di nanocompositi con cariche inorganiche. L’additivazione via melt extrusion presenta diversi problemi, primo fra tutti la possibile migrazione dell’additivo, ed eventualmente anche del suo carrier inorganico, nell'alimento e quindi la sua contaminazione. Una via potenzialmente percorribile per ottenere un packaging intrinsecamente antiossidante senza l’additivazione in miscela è quella dell’incorporazione nella catena polimerica di molecole intrinsecamente antiossidanti tramite grafting. Le sostanze da utilizzare devono poter reagire con la catena polimerica in crescita mantenendo però libere le funzioni che possono garantire la proprietà antiossidante e/o chelante. In questo lavoro sono stati sintetizzati, a partire da lattide, alcuni polimeri derivanti dall'acido polilattico (PLA) contenenti una molecola con proprietà antiossidante, l’alcool vanillico, legata direttamente alla catena polimerica. Tale molecola è stata introdotta come terminatore di catena, tramite la funzione alcoolica, per mantenere inalterata la sua capacità antiossidante/chelante. Poiché l’utilizzo di un terminatore di catena porta inevitabilmente all’abbassamento del peso molecolare del polimero e quindi alla perdita di proprietà meccaniche, sono stati sintetizzati dei polimeri parzialmente ramificati per aumentare la viscosità del polimero in stato fuso, e ottenere quindi polimeri con viscosità simili a quelle dei PLA industriali usati per packaging. L’analisi NMR ha mostrato che l’alcool vanillico è effettivamente legato al polimero, la SEC ha confermato che il peso molecolare è simile a quello dei PLA commerciali e l’analisi termica DSC ha evidenziato che le proprietà termiche sono simili a quelle dei PLA industriali. Le analisi reologiche confermano che la viscosità del polimero in stato fuso è paragonabile a quella di un PLA commerciale normalmente usato per la produzione di film. Infine, sono stati ottenuti dei film per casting da solvente le cui proprieta’ antiossidanti sono state valutate con metodologie note.
PLA ; Alcool vanillico ; antiossidanti
Settore AGR/15 - Scienze e Tecnologie Alimentari
Settore CHIM/06 - Chimica Organica
Settore CHIM/04 - Chimica Industriale
GSICA
Biopolimeri innovativi con proprieta’ antiossidanti da acido polilattico (PLA) / M.A. Ortenzi, H. Farina, L. Verotta, E. Mascheroni, G. Di Silvestro. ((Intervento presentato al convegno AGORÀ : INCONTRO NAZIONALE SUL FOOD PACKAGING tenutosi a Monza nel 2013.
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