Riassunto analitico
Il lavoro di tesi si inquadra in un più ampio filone di ricerca che ha l’obiettivo di studiare e testare strategie per migliorare alcune caratteristiche delle carte per alimenti in ottica di individuare soluzioni efficaci e sostenibili. Oggetto della ricerca sono le carte adibite al contatto con alimenti umidi e grassi: solitamente, queste “carte speciali” sono spesso costituite da uno strato prevalente di cellulosa e da uno di polietilene a contatto diretto con l’alimento. I materiali plastici convenzionali abbinati alle carte, a fronte di performance eccellenti, pongono per tali carte problematiche di smaltimento e di sostenibilità, più in generale. Alcune bioplastiche e biopolimeri (non necessariamente di origine naturale) rappresentano interessanti alternative per questo scopo e possono essere valutate per il rivestimento di carte alimentari per l’ottimizzazione di alcune caratteristiche tecnologiche, contribuendo al contempo a migliorarne le performance ambientali.
Il polivinil alcool (PVA) è un esempio di biopolimero di sintesi che viene già usato in diversi settori, di recente impiego in sperimentazioni riguardanti i materiali destinati al contatto diretto con gli alimenti, soprattutto in forma di coating. In questa tesi sono state misurate le proprietà di barriera al vapore acqueo (mediante metodo ASTM E96) di fogli di carta rivestiti, mediante un applicatore automatico, con PVA a due diversi pesi molecolari (61.000 e 145.000), valutando anche l’effetto dell’aggiunta di acido citrico a due concentrazioni (20% e 40%) con eventuale curing termico.
I risultati hanno dimostrato l’efficacia dei rivestimenti nel miglioramento delle proprietà tecnologiche della carta per determinati usi alimentari, evidenziando differenze significative tra i rivestimenti in funzione del peso molecolare del PVA, del livello di acido citrico e del trattamento termico di curing. Possibili ulteriori miglioramenti potranno essere ottenuti ottimizzando la formulazione dei rivestimenti, combinando opportunamente biopolimeri di diversa natura, additivi biocompatibili e modalità di applicazione dei coating.
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Abstract
The thesis work is part of a broader research project that aims to study and test strategies to improve some characteristics of food-contact paper in order to identify effective and sustainable solutions. The subject of the research are paper-based materials used for contact with wet and fatty foods: these "special papers" are often made up of a thicker layer of cellulose coupled with a polyethylene film in direct contact with the food. Conventional plastics combined with paper, despite the excellent performances, pose disposal problems and, more in general, raise sustainability issues. Some bioplastics and biopolymers (not necessarily of natural origin) are attractive alternatives for this purpose and can be evaluated for coating food-contact paper for the optimization of certain technological features, while helping to improve their environmental performance.
Polyvinyl alcohol (PVA) is an example of a synthetic biopolymer that is already used in several sectors, recently used in research involving materials for direct contact with food, especially in the form of coating. In this thesis we measured the water vapour barrier properties (using ASTM E96 method) of sheets of paper coated with PVA at two different molecular weights (61,000 and 145,000) using an automatic applicator. Also, the effect of citric acid addition (20% and 40%) with and without thermal curing was assessed.
Results demonstrated the effectiveness of coatings at improving the technological properties of paper for specific food uses, highlighting significant differences between coatings depending on the molecular weight of PVA, citric acid level and thermal curing. Further improvements can be achieved by optimizing the formulation of coatings, appropriately combining biopolymers of different nature, biocompatible additives and modes of application.
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