Il rivestimento di carte alimentari con biopolimeri rappresenta una strategia promettente nel solco dell’innovazione sostenibile.
La compatibilità ambientale propria della carta è spesso decisiva nel confermarla come prima scelta per diverse applicazioni alimentari. La sua natura idrofilica e la struttura porosa, però, non la rendono adatta al contatto diretto con alimenti umidi e con grassi in superficie, senza opportuni trattamenti.
Il desiderio di cercare possibili alternative ha orientato diversi progetti di ricerca verso lo studio e lo sviluppo di bioplastiche compostabili che possano fungere da rivestimenti barriera per imballaggi in carta, siano in grado di preservare la qualità dei prodotti alimentari, ma con un occhio di riguardo verso la sostenibilità ambientale.
Presso i laboratori del Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università di Modena e Reggio Emilia è stato condotto uno studio con l’obiettivo di valutare le proprietà di carte alimentari rivestite con bioplastiche compostabili quali PHBV e PCL, due diverse tipologie di poliesteri. Soluzioni in cloroformio dei biopolimeri sono state applicate tramite bar coating su fogli di carta calandrata e dopo evaporazione del solvente i fogli sono stati lasciati condizionare a temperatura ambiente per 24 ore. In una prima fase sono stati applicati rivestimenti in PHBV a differenti spessori, per un successivo confronto delle proprietà con due testimoni commerciali di carta politenata e fluorurata, rispettivamente. Nella seconda fase della ricerca si è ottimizzata la strategia di preparazione delle soluzioni filmogene, realizzando rivestimenti di uguale spessore a base di PHBV e PCL, valutando anche l’incorporazione di polietilenglicole (PEG) come plasticizzante con l’intento di migliorare l’uniformità e le proprietà tecnologiche dei rivestimenti. Per tutti i campioni realizzati sono stati valutati: la struttura mediante SEM, la trasmissione del vapore acqueo mediante cup method modificato, la resistenza alla trazione mediante dinamometro e le proprietà di superficie, mediante misurazione dell’angolo di contatto con acqua e olio.
I campioni di carta rivestita hanno mostrato livelli di trasmissione del vapore acqueo generalmente inferiori rispetto al testimone di carta commerciale fluorurata, ma nettamente superiori rispetto al campione di carta politenata; tuttavia, la strategia di ottimizzazione attuata è risultata avere un impatto positivo sulle proprietà di barriera al vapore acqueo e sull’uniformità dei rivestimenti. L’aggiunta di plasticizzante è stata associata a un miglioramento delle proprietà superficiali e a una riduzione dell’idrofilicità superficiale apparente, ma a un impatto negativo sulle proprietà di barriera all’umidità: sembra infatti, che la bagnabilità e la permeabilità al vapore acqueo siano due proprietà non collegate tra loro, ma basate su meccanismi propri legati alla rugosità/liscezza della superficie e alla tensione superficiale, da una parte, e alla natura e struttura del materiale dall’altra parte.
Il rivestimento di carte alimentari con biopolimeri rappresenta una strategia promettente nel solco dell’innovazione sostenibile dei materiali a contatto con alimenti. In particolare, le soluzioni sviluppate si pongono come potenziali alternative alle convenzionali carte politenate e fluorurate, con possibili applicazioni nel settore dei prodotti alimentari freschi, offrendo un’alternativa di fine-vita attraverso compostaggio industriale, scenario sicuramente più consono per prodotti che, per la contaminazione con essudati e residui organici alimentari, mal si prestano al riciclo.
Camilla Menozzi, Emanuela Lo Faro, Patrizia Fava, Fabio Licciardello*
Dipartimento di Scienze della Vita, Università di Modena e Reggio Emilia
*Gruppo Scientifico Italiano di Confezionamento Alimentare - GSICA