Recentemente i biopolimeri stanno ricevendo molta attenzione per il packaging alimentare perché presentano diversi vantaggi che li rendono valide alternative alle plastiche sintetiche: sono infatti biodegradabili, rinnovabili, non tossici e facilmente reperibili in natura.
I biopolimeri sono una vasta famiglia di materiali, che comprende materiali naturali (polisaccaridi, proteine, lipidi ecc.), sintetizzati chimicamente (acido polilattico, polivinilalcol ecc.) e di origine microbica (poliidrossialcanoati, poliidrossibutirrato ecc.).
Se da una parte questi materiali sono interessanti per alcune proprietà, dall’altra hanno scarse proprietà meccaniche e di barriera, nonché un’inadeguata stabilità termica rispetto alle plastiche sintetiche convenzionali e quindi non si sono ancora diffusi nel settore del packaging alimentare. Inoltre, i biopolimeri sono più costosi da produrre e lo scaleup rappresenta ancora un problema.
L’integrazione delle nanotecnologie con il mondo dei materiali biopolimerici può però mitigare questi svantaggi e aprire nuove prospettive. I nanomateriali sono costituiti da particelle aventi dimensioni inferiori a 100 nanometri (nm), dove 1 nm equivale a 1 milionesimo di millimetro. Le loro dimensioni ridotte fanno sì che le proprietà dei nanomateriali siano molto diverse da quelle dei materiali “tradizionali”; nello specifico sono caratterizzati da:
⦁ un’elevata reattività, perché le loro ridotte dimensioni comportano un elevato rapporto superficie/volume, con la conseguenza che un’elevata percentuale di atomi sono sulla superficie del solido e più disponibili alle reazioni;
⦁ ottime proprietà ottiche, che portano ad avere materiali trasparenti in grado di schermare i raggi UV;
⦁ ottime proprietà meccaniche e termiche, dovute al fatto che le dimensioni ridotte rendono possibile la distribuzione uniforme rispettivamente dello stress e del calore nelle matrici polimeriche rinforzate;
⦁ buone proprietà di barriera ai gas (ossigeno, anidride carbonica ecc.) e all’umidità;
⦁ in alcuni casi, buone proprietà antimicrobiche e antiossidanti, quest’ultime particolarmente importanti per il confezionamento di alimenti grassi, oli e prodotti ricchi di vitamine, in quanto li protegge dai danni ossidativi che possono portare all’irrancidimento ossidativo e alla perdita di nutrienti.
Pertanto, i nanomateriali possono modulare le proprietà (meccaniche, di barriera, termiche e ottiche) dei materiali in cui sono incorporati, soddisfacendo così requisiti specifici per la conservazione e il confezionamento degli alimenti.
Una rassegna di studiosi indiani e svedesi ha evidenziato che l’incorporazione di diversi nanofiller nei biopolimeri consente di migliorare significativamente tutte le proprietà sopracitate.
