Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) в Челябинске разработали пленочные экоматериалы, предназначенные для использования в производстве упаковки.
В России придумали натуральную упаковку: пластику конец?
Новая разработка челябинских ученых – биоразлагаемая пленка из крахмала и хитозана – может заменить пластик.
Unsplash
Как сообщила на официальном сайте ЮУрГУ пресс-служба университета, разработка, основанная на картофельном крахмале и хитозане, призвана стать полностью экологичной альтернативой синтетическим полимерам и решить проблему загрязнения окружающей среды.
Как рассказали сами сотрудники кафедры «Пищевые и биотехнологии» ЮУрГУ, в основе биоразлагаемого материала лежат два природных компонента. Картофельный крахмал, как отмечается, при термическом воздействии водных суспензий преобразуется в клейстер, при этом его гранулы набухают и упрочняются, сохраняя кристаллическую упорядоченность, что делает его подходящей основой для пленочных материалов.
Хитозан, аминополисахарид, выделяемый из хитина (содержится в панцирях ракообразных и грибах), известен своими противомикробными и антиоксидантными свойствами и уже применяется в разработках пищевых пленок для упаковки фруктов и овощей. Сырье – картофельный крахмал и хитозан – соответствует требованиям ГОСТ России.
Исследователи ЮУрГУ провели комплексное изучение для определения оптимального соотношения компонентов в новых экопленках. В ходе работы изучалась скорость разложения полученных материалов, их прочность в эксплуатации при растяжении и ударе (предел прочности при нагрузке до 3 МПа). Пленки также выдерживали в воде при различных температурах на протяжении от нескольких часов до трех суток для определения барьерных свойств в зависимости от соотношения ингредиентов.
Помимо прочностных характеристик и барьерных свойств, ученых интересовала биобезопасность новой упаковки. Для этого оценивалась миграция веществ из пленки в имитаторы пищевых систем.
Так выглядит пленка из крахмала и хитозана
Установлено, что изменение соотношения картофельного крахмала и хитозана в суспензии позволяет регулировать свойства будущей биоразлагаемой пленки, включая ее прочность, другие физико-механические характеристики, водопоглощение, а также миграцию веществ. Оптимальные показатели по прочности и водопоглощению наблюдались у образцов пленки, содержащих картофельный крахмал и хитозан в соотношении 1 к 1,5.
Наилучшие результаты по минимизации миграции веществ из пленки в пищевой продукт показали образцы, где доля картофельного крахмала к доле хитозана составляет 1 к 0,5.
По данным разработчиков, полученные пленки экологичны и по своим характеристикам, таким как прочность и водопроницаемость, не уступают синтетическим аналогам, что позволяет им служить альтернативой традиционным упаковочным материалам на основе термопластов и способствовать снижению нагрузки на биосферу.