Riassunto analitico
Negli ultimi anni è cresciuto significativamente il contributo della ricerca nel settore delle materie plastiche ottenute da risorse rinnovabili e biodegradabili, in risposta all’attuale esigenza dell’industria di materiali più sostenibili. In questo contesto, il presente elaborato di tesi ha avuto l’obiettivo di testare il possibile utilizzo di materiali biobased e biodegradabili in combinazione con molecole antimicrobiche (active packaging) per il confezionamento alimentare.
Il poli(idrossibutirrato-co-idrossivalerato) (PHBV) è un polimero biodegradabile di origine microbica appartenente alla famiglia dei poliidrossialcanoati, considerato come un materiale dall’elevato potenziale per l’impiego alimentare.
La prima parte dello studio ha riguardato la messa a punto della produzione dei film di PHBV mediante “solvent casting”, utilizzando come solventi il cloroformio o l’acido formico, e come plasticizzanti il glicerolo e la triacetina, rispettivamente al 10-20% e 20-30% in peso rispetto al polimero. Successivamente, è stato effettuato lo studio della migrazione globale in simulante D1, secondo quanto indicato dal regolamento UE 10/2011, per selezionare il plasticizzante più adatto.
La seconda parte del lavoro si è incentrata sullo studio dell’attività antimicrobica, dapprima dei soli composti antimicrobici nisina e LAE (etil lauroil arginato) e in seguito dei film di PHBV contenenti l’antimicrobico scelto.
Il disk diffusion test è stato condotto con il fine di comparare, in funzione del diametro dell’alone d’inibizione, l’efficacia degli antimicrobici a seguito di contatto con il solvente utilizzato per il solvent casting del polimero, rispetto alle soluzioni antimicrobiche preparate in acqua distillata. Una volta verificato il possibile effetto del solvente, è stata valutata la concentrazione minima inibente (MIC) dell’antimicrobico LAE nei confronti del microrganismo Listeria sp. Infine, il lavoro di tesi ha previsto l’esecuzione di test antimicrobici sui film attivi (PHBV-LAE) mediante metodo dynamic shake flask (DSF) in brodo di coltura batterico.
I risultati hanno dimostrato la possibilità di produrre film a base di PHBV utilizzando l’acido formico come alternativa più sostenibile al cloroformio. Inoltre, tutti i film polimerici con glicerolo e triacetina ottenuti solubilizzando il polimero in acido formico hanno evidenziato il rispetto dei limiti di migrazione globale previsti dalla normativa.
Per quanto riguarda l’efficacia antimicrobica di nisina e LAE dopo contatto con i solventi, è stato evidenziato come entrambi gli antimicrobici abbiano subito una leggera diminuzione dell’efficacia dopo il contatto con il cloroformio. Dopo contatto con l’acido formico invece, la nisina ha completamente perso la sua attività, mentre il LAE ha dimostrato un’efficacia antimicrobica equiparabile al controllo. Per questo motivo l’antimicrobico LAE è stato scelto per la successiva incorporazione nei film polimerici. L’analisi della MIC ci ha permesso di individuare la minima concentrazione di LAE capace di inibire il microrganismo target, ovvero una concentrazione pari allo 0.025%.
Infine, lo studio dell’efficacia antimicrobica dei film polimerici attivi ha evidenziato una crescente attività antimicrobica all’aumentare del tempo di contatto tra PHBV-LAE e brodo di coltura, raggiungendo una riduzione della crescita microbica di 8 cicli logaritmici.
Il presente studio ha dimostrato la potenzialità dei film attivi a base di PHBV e LAE nel ridurre la crescita microbica. I film attivi prodotti, se applicati su matrici alimentari, potrebbero dunque avere dei buoni risultati sul rallentamento del deperimento degli alimenti e di conseguenza avere conseguenze positive sull’allungamento della shelf life del prodotto.
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