Na marcowych targach Anuga FoodTec konsorcjum firm tworzących NanoPack – trzyletni projekt współfinansowany przez Unię Europejską – zaprezentowało wyniki swych rocznych prac. Celem NanoPack jest opracowanie nowatorskiego materiału opakowaniowego opartego na nanotechno-logii, wydłużającego czas przydatności żywności do spożycia i ograniczającego ilość odpadów spożywczych.
W kwietniu 2017 r. Unia Europejska – w ramach Horyzont 2020, największego w historii programu finansowania badań naukowych i innowacji w UE – przeznaczyła na NanoPack dofinansowanie w wysokości 7,7 mln euro. W skład konsorcjum pracującego nad tym projektem weszła szeroka reprezentacja firm, instytutów badawczych oraz stowarzyszeń działających w sektorze żywności i opakowań z Izraela i wielu krajów europejskich. Na ich czele stanął Technion – Izraelski Instytut Technologiczny.
Celem projektu NanoPack jest opracowanie nowoczesnego materiału opakowaniowego o własnościach antybakteryjnych, który o 20-25% wydłuży trwałość pakowanej żywności (zachowując jej smak, wartości odżywcze, kolor i inne cechy), a dzięki zahamowaniu namnażania potencjalnie niebezpiecznych substancji – bakterii, pleśni i drożdży – zapobiegnie chorobom przenoszonym przez żywność. Co więcej, pozwoli zmniejszyć ilość odpadów spożywczych, których – według nieoficjalnych szacunków – ludzkość produkuje co roku aż 1,3 mld ton.
Ogłaszając start projektu Nanopack dr Ester Segal – koordynatorka badań i pracownik naukowy instytutu Technion – zapowiadała: NanoPack dostarczy rozwiązanie wydłużające czas przydatności żywności dzięki wykorzystaniu nowatorskich, inteligentnych materiałów antybakteryjnych, stosowanych w opakowaniach produktów spożywczych. Technologia zwiększy bezpieczeństwo konsumentów dzięki wyraźnemu zahamowaniu rozwoju mikrobów na żywności, co z kolei pozwoli na ograniczenie skali chorób powodowanych przez te mikroorganizmy.
Folia z aktywnego polimeru, opracowana przez NanoPack, wykazuje wiele własności antybakteryjnych niedostępnych nawet dla najnowocześniejszych stosowanych obecnie materiałów opakowaniowych, również tych produkowanych w nanoskali (przykładem mogą być tworzywa sztuczne z dodatkiem cząstek srebra, które – choć wykazują oczekiwane własności aseptyczne – wzbudzają obawy związane z potencjalną toksycznością).
Do produkcji kompozytu polimerowego konsorcjum NanoPack wykorzystuje nanorurki haliozytowe (HNT). Unikatowa struktura krystaliczna HNT i mała zawartość grup wodorotlenowych na powierzchni powodują, że stosunkowo dobrze dyspergują w polimerach, a wytworzone z ich wykorzystaniem nanokompozyty charakteryzują się wieloma szczególnymi właściwościami – dlatego uchodzą za jeden z najbardziej obiecujących nanomateriałów naturalnego pochodzenia. Wśród ich zalet wymienia się m.in.: strukturę rurkową; wysoki współczynnik kształtu, który może korzystnie wpływać na właściwości mechaniczne polimeru; niski koszt pozyskania oraz powszechną dostępność; dobrą biozgodność oraz wysoką odporność mechaniczną. Co bardzo istotne, ich mikrowymiary sprawiają, że nie migrują z opakowań do żywności i nie są w stanie jej zanieczyścić. Ich potencjał jako naturalnego nanozbiornika do załadunku i wyładunku środków chemicznych (w tym przypadku molekuł antybakteryjnych) był dotychczas testowany wyłącznie w laboratoryjnych warunkach. NanoPack podjął się opracowania metody wykorzystania tych właściwości na masową skalę w produkcji opakowań spożywczych.
Wspomnianym środkiem „ładowanym” do nanorurek, a następnie z nich „rozładowywanym” są olejki eteryczne. To naturalne substancje otrzymywane z roślin, które uchodzą za bezpieczne dla człowieka, a co najważniejsze: wykazują działanie antybakteryjne względem wielu mikroorganizmów, takich jak bakterie, drożdże oraz pleśnie, i... są tanie. Nanorurki z ładunkiem z olejków eterycznych zyskują wyższą stabilność termiczną, dzięki czemu mogą być wbudowane w polimerowe folie opakowaniowe z wykorzystaniem obecnie stosowanych maszyn i technologii przetwórczych. W odróżnieniu od konwencjonalnych środków antybakteryjnych nie działają wyłącznie w kontakcie z żywnością, ale są uwalniane w postaci oparów, a zatem sterylizują całe wnętrze opakowania. W celu zmaksymalizowania bezpieczeństwa NHT wypuszczają olejki eteryczne do opakowania w bardzo wolny, kontrolowany sposób.
Informacje na temat wyników rocznych prac nad NanoPack zaprezentował podczas Anuga FoodTec dr Frederik De Bruyn, dyrektor ds. rozwoju produktu z belgijskiego zakładu pilotażowego Bio Base Europe Pilot Plant (BBEPP), który wchodzi w skład projektu.
Prelegent opowiedział o efektach pierwszej fazy projektu, która polegała na badaniach folii NanoPack i jej wpływu na hamowanie namnażania pleśni na chlebie pozbawionym chemicznych dodatków funkcjonalnych. W ramach testu chleb został zaszczepiony zarodnikami pleśni i zapakowany w innowacyjną folię, w której był następnie przechowywany przez 27 dni. Po upływie tego okresu na pieczywie nie pojawiła się pleśń. Wyniki testów potwierdziły zdolność naszego antybakteryjnego rozwiązania opakowaniowego do znaczącego wydłużenia przydatności produktu do spożycia, poprawy bezpieczeństwa żywności oraz ograniczenia odpadów spożywczych – podkreśla dr Ester Segal.
Dotychczasowe sukcesy były możliwe dzięki zaangażowaniu wielu partnerów projektu, ze szczególnym uwzględnieniem instytutu Technion oraz BBEPP, którzy uczestniczyli w transferze technologii i produkcji nanorurek z „bagażem” olejków eterycznych; firmy Carmel Olefins z Izraela, która połączyła je z polietylenem i wyprodukowała z tak otrzymanego kompozytu granulat; oraz Constantia Flexibles z Austrii, która wyprodukowała z granulatu folię, przetestowaną przez Technion pod kątem własności antybakteryjnych i wpływu na zapakowaną żywność.
Dotychczasowy przebieg prac nie wyczerpuje naturalnie dalszych planów konsorcjum. Obecnie szykujemy się na drugą rundę testów z wykorzystaniem nowocześniejszych i bardziej zaawansowanych rodzajów folii, które pozwolą powtórzyć te obiecujące rezultaty z innymi łatwo psującymi się produktami i jeszcze bardziej poprawią rezultaty – kreśli plany na najbliższą przyszłość Ester Segal. Jeśli prace będą przebiegały zgodnie z założeniami, nadzieja na ograniczenie ilości odpadów spożywczych może ziścić się szybciej, niż do niedawna wydawało się to prawdopodobne.
Na podstawie informacji NanoPack opracował TK
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
