Neue schalacbasierte Beschichtung verbessert nachhaltige Lebensmittelverpackungen
Forscher der Mae Fah Luang University in Thailand und der Queen Mary University in London haben eine neuartige shellac-basierte Beschichtung entwickelt, die darauf abzielt, die Gasbarriereeigenschaften von Formstoffverpackungen zu verbessern. Diese Innovation richtet sich an die wachsende Nachfrage nach recycelbaren und kompostierbaren Lebensmittelverpackungen, die für verschiedene Lebensmitteltypen geeignet sind, darunter Instant-, getrocknete, gefrorene und gekühlte Produkte.
Formstoff, hergestellt aus erneuerbaren Materialien wie Eukalyptusholz und Zuckerrohrbagasse, macht derzeit über 30 % aller papierbasierten Verpackungsmaterialien aus. Obwohl es für seine Nachhaltigkeit anerkannt ist, haben seine inhärenten Einschränkungen bei Gasbarriereeigenschaften sowie der Widerstandsfähigkeit gegen Wasser und Öl seine Wirksamkeit bei der Verlängerung der Produktlebensdauer beeinträchtigt.
Traditionell werden diese Einschränkungen durch die Laminierung von Formstoff mit erdölbasierten Polymeren wie Polyethylen und Metallen wie Aluminium adressiert, was Recycling- und Kompostierungsbemühungen erschwert. Die neue Forschung versucht, diese Herausforderungen zu überwinden, indem sie eine biologisch abbaubare Beschichtung aus Shellac, einem von Lackkäfern produzierten natürlichen Harz, verwendet.
Shellac ist für seine Ungiftigkeit bekannt und findet Anwendungen in verschiedenen Industrien, einschließlich Lebensmittel und Medizin. Seine Sprödigkeit und hohe Sauerstoffdurchlässigkeit haben jedoch seine Verwendung als eigenständige Beschichtung eingeschränkt. Um seine Leistung zu verbessern, erzeugten die Forschenden eine Nanokomposit-Schicht, die Shellac mit modifiziertem nanofibrilliertem Zellstoff (mNFC) kombiniert, was die Wasserbeständigkeit und Kompatibilität erhöht.
Die in Polymer International veröffentlichte Studie bewertete systematisch die Auswirkungen der Nanokomposit-Beschichtung auf die Morphologie, die Barriereeigenschaften und die mechanische Festigkeit des Formstoffs. Die Ergebnisse zeigten, dass die beschichteten Proben Wasser- und Sauerstoffdurchgangsraten aufwiesen, die mit konventionellen Verpackungsmaterialien wie niedrigdichtem Polyethylen und Polyethylenterephthalat vergleichbar sind.
Zusätzlich bot die Nanokomposit-Beschichtung überlegene Wasserbeständigkeit und fettabweisende Eigenschaften und verbesserte die Zugfestigkeit des Formstoffs. Die thermische Stabilität der Proben erreichte ungefähr 250 °C, was ihr Potenzial für praktische Lebensmittelverpackungsanwendungen bestätigt.
Diese Entwicklung steht im Einklang mit den laufenden Branchenbemühungen, nachhaltige Verpackungslösungen zu fördern, wie kürzlich von der Alliance for Beverage Cartons and the Environment hervorgehobene Forderungen nach weiteren regulatorischen Änderungen im Verpackungsabfallmanagement zeigen.