Sintesi di film di imballaggio attivi da compositi gomma Lepidium sativum/alcol polivinilico e loro applicazione nella conservazione del formaggio cheddar

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 1647 (2023) Citare questo articolo

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L’interesse per gli imballaggi attivi per prolungare la durata di conservazione degli alimenti è aumentato ultimamente. Inoltre, l’impatto negativo dei rifiuti di plastica sintetica sull’ambiente ha motivato i ricercatori a cercare alternative a base biologica. In questo contesto, sono stati preparati film di imballaggio attivo costituiti da un composito composto da estratto di Lepidium sativum (LSE), alcol polivinilico (PVA) e una quantità fissa di poliammide ammina iperramificata (PAMAM). Sono state studiate le proprietà chimiche, termiche e meccaniche del film. Inoltre, abbiamo esaminato i costituenti dell'estratto e le proprietà antiossidanti. I campioni di formaggio Cheddar sono stati rivestiti con pellicole di diverse composizioni. I campioni rivestiti con pellicole da imballaggio attive hanno mostrato un tempo di conservazione più lungo fino a 4 settimane rispetto ad altri campioni, che si sono notevolmente deteriorati. I film hanno mostrato una potente attività antimicrobica contro cinque batteri di origine alimentare: tre batteri gram-negativi tra cui Escherichia coli O157.H7, Pseudomonas aeruginosa e Salmonella Typhimurium e due batteri gram-positivi, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus. L'applicazione di pellicole in PVA contenenti LSE ha migliorato la qualità microbiologica e ritardato il decadimento visibile del formaggio cheddar. L’ossidabilità del grasso estratto da diversi campioni di formaggio era compresa tra 0,40 e 0,98, confermando la resistenza all’ossidazione. Infine, i campioni di formaggio rivestiti con pellicole trattate sono risultati protetti dalla formazione di grassi trans rispetto ad altri campioni, dimostrando l’efficacia delle pellicole modificate come imballaggi antiossidanti, antimicrobici e per la conservazione degli alimenti.

I materiali da imballaggio basati su risorse biologiche sono di crescente interesse come alternative sostenibili ai polimeri a base di petrolio che producono enormi quantità di rifiuti di plastica. Sono stati compiuti sforzi per sviluppare materiali di imballaggio biodegradabili con proprietà paragonabili a quelle dei materiali sintetici1,2. I ricercatori e i produttori di imballaggi per l’industria alimentare stanno studiando alternative abbondanti, a basso costo e biodegradabili agli imballaggi in plastica per ridurre le emissioni di CO23. Le piante contengono composti benefici biologicamente attivi utilizzati nell'industria farmaceutica, alimentare o cosmetica. Questi composti includono fenoli e flavonoidi che hanno proprietà antimicrobiche e antiossidanti. Possono essere utilizzati negli imballaggi alimentari come rivestimento commestibile3 o come pellicola da imballaggio per prolungare la durata di conservazione degli alimenti e prevenirne il deterioramento5. Il Lepidium sativum, o seme di crescione, è un membro della famiglia delle Cruciferae che cresce in Egitto, Europa e in altre parti del mondo4. I semi sono stati utilizzati nella medicina tradizionale per trattare l'epatotossicità, l'asma, le fratture, l'iperglicemia e l'enuresi7,8. La gomma di L. sativum può essere estratta come estratto di L. sativum (LSE) utilizzando solventi come acqua, etanolo e CO2 supercritica. I risultati del frazionamento degli idrocolloidi estratti hanno dimostrato che le frazioni avevano proprietà fisico-chimiche e funzionali diverse5,6,7,8. Inoltre, è stata condotta un'indagine sulla composizione degli zuccheri, sul contenuto di acido uronico, sui gruppi funzionali e sui pesi molecolari8. Il frazionamento graduale utilizzando acqua ha dimostrato che la composizione chimica, compresi i livelli di monosaccaridi, umidità, ceneri, azoto, carbonio e acido uronico, delle frazioni variava in modo significativo. Le potenziali applicazioni delle frazioni gommose di semi di crescione sono nelle emulsioni alimentari e nei sistemi schiumogeni come addensante e stabilizzante.

Il formaggio è un popolare alimento pronto consumato senza trattamento termico e il suo valore nutrizionale dipende principalmente dalle caratteristiche del latte e dalla tecnologia di produzione. I nutrienti essenziali, tra cui proteine, peptidi bioattivi, aminoacidi, grassi, acidi grassi (FA), vitamine e minerali, si trovano nel formaggio9. Il grasso del latte è il grasso più complesso presente nella dieta umana, poiché contiene > 400 FA distinti10. Tuttavia, gli acidi grassi saturi (SFA) rappresentano la classe predominante di acidi grassi nel grasso del latte e comprendono gli acidi grassi a catena corta (SCFA), gli acidi grassi a catena media e lunga, nonché gli acidi grassi dispari10,11. La migliore fonte di acidi grassi trans naturali, come l'acido vaccenico (trans11 C18.1) e l'acido linoleico coniugato (cis9 trans11 C18.2), è il grasso del latte e questi mostrano proprietà favorevoli rispetto agli acidi grassi trans artificiali negli oli parzialmente idrogenati12.