Met het doel milieuvriendelijke alternatieven te produceren voor plastic voedselverpakkingen en -containers, heeft een Rutgers-wetenschapper een biologisch afbreekbare, plantaardige coating ontwikkeld die op voedsel kan worden gespoten, en beschermt tegen pathogene en bederfmicro-organismen en transportschade.

Het schaalbare proces kan mogelijk de nadelige milieu-impact van plastic voedselverpakkingen verminderen en de menselijke gezondheid beschermen.

"We wisten dat we af moesten van de op aardolie gebaseerde voedselverpakkingen die er zijn en vervangen door iets dat duurzamer, biologisch afbreekbaar en niet-toxisch is", zegt Philip Demokritou, directeur van het Nanoscience and Advanced Materials Research Center en de Henry Rutgers. Leerstoel Nanoscience and Environmental Bioengineering aan het Rutgers School of Public Health and Environmental and Occupational Health Sciences Institute. "En tegelijkertijd vroegen we ons af:'Kunnen we voedselverpakkingen ontwerpen met een functionaliteit om de houdbaarheid te verlengen en voedselverspilling te verminderen en tegelijkertijd de voedselveiligheid te verbeteren?'''

Demokritou voegde toe:"En wat we hebben bedacht, is een schaalbare technologie, waarmee we biopolymeren, die als onderdeel van een circulaire economie kunnen worden afgeleid van voedselverspilling, kunnen omzetten in slimme vezels die voedsel direct kunnen verpakken. Dit maakt deel uit van nieuwe generatie, 'slimme' en 'groene' voedselverpakkingen."

Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met wetenschappers van de Harvard University en gefinancierd door het Harvard-Nanyang Technological University/Singapore Sustainable Nanotechnology Initiative.

Hun artikel, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Food , beschrijft het nieuwe soort verpakkingstechnologie waarbij gebruik wordt gemaakt van vezels op basis van polysachariden/biopolymeer. Net als de webben die zijn geworpen door het Marvel-strippersonage Spider-Man, kan het draderige materiaal worden gesponnen uit een verwarmingsapparaat dat lijkt op een föhn en "in krimpfolie gewikkeld" over voedsel van verschillende vormen en maten, zoals een avocado of een entrecote steak. Het resulterende materiaal dat voedselproducten omhult, is stevig genoeg om blauwe plekken te beschermen en bevat antimicrobiële middelen om bederf en pathogene micro-organismen zoals E. coli en listeria te bestrijden.

Het onderzoekspaper bevat een beschrijving van de technologie die gefocust roterend jetspinnen wordt genoemd, een proces waarbij het biopolymeer wordt geproduceerd, en kwantitatieve beoordelingen die aantonen dat de coating de houdbaarheid van avocado's met 50 procent verlengde. De coating kan worden afgespoeld met water en wordt binnen drie dagen afgebroken in de bodem, zo blijkt uit het onderzoek.

De nieuwe verpakking is gericht op het aanpakken van een ernstig milieuprobleem:de proliferatie van op aardolie gebaseerde kunststofproducten in de afvalstroom. Inspanningen om het gebruik van plastic te beteugelen, zoals wetgeving in staten als New Jersey om de distributie van plastic boodschappentassen in supermarkten te elimineren, kunnen helpen, zei Demokritou. Maar hij wilde meer doen.

"Ik ben niet tegen plastic", zei Demokritou. "Ik ben tegen op aardolie gebaseerde kunststoffen die we daar blijven weggooien omdat slechts een klein deel ervan kan worden gerecycled. In de afgelopen 50 tot 60 jaar, tijdens het tijdperk van plastic, hebben we 6 miljard ton plastic afval in onze omgeving. Ze worden daar langzaam afgebroken. En deze kleine fragmenten komen terecht in het water dat we drinken, het voedsel dat we eten en de lucht die we inademen."

Steeds meer bewijzen van het onderzoeksteam van Demokritou en anderen wijzen op mogelijke gevolgen voor de gezondheid.

Het artikel beschrijft hoe de nieuwe vezels die het voedsel omhullen zijn doorspekt met natuurlijk voorkomende antimicrobiële ingrediënten:tijmolie, citroenzuur en nisine. Onderzoekers van het Demokritou-onderzoeksteam kunnen zulke slimme materialen programmeren om als sensoren te fungeren en bacteriestammen te activeren en te vernietigen om ervoor te zorgen dat voedsel onbezoedeld aankomt. Dit zal de groeiende bezorgdheid over door voedsel overgedragen ziekten aanpakken en de incidentie van voedselbederf verminderen, zei Demokritou.

Wetenschappers van de universiteit van Harvard die het onderzoek hebben uitgevoerd, zijn onder meer Kevin Kit Parker, Huibin Chang, Luke Macqueen, Michael Peters en John Zimmerman van de Disease Biophysics Group, John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences; en Jie Xu, Zeynep Aytac en Tao Xu van het Centrum voor Nanotechnologie en Nanotoxicologie, Afdeling Milieugezondheid, Harvard T.H. Chan School of Public Health. + Verder verkennen

Duurzame voedselverpakkingen die schadelijke microben op afstand houden