По мере роста численности населения, изменения во всех сферах жизни стимулируют инновации с помощью различных решений. Концепция биоэкономики как на ключевые экологические вызовы, направленные на снижение зависимости от природных ресурсов, преобразование производства и содействие устойчивому производству возобновляемых ресурсов (земли, рыболовства и аквакультуры) и их преобразованию в продовольствие, корма, волокна, биотехнологические продукты и биоэнергетику.
Упаковка для пищевых продуктов является одной из самых сложных тем, в исследованиях учёными, касающихся баланса между конструкционными материалами со специфическими свойствами и потребностями упакованных пищевых продуктов, а также четырех основных функций, таких как защита и сохранение, локализация, удобство, маркетинг и коммуникации упаковки для пищевых продуктов.
Надлежащий выбор упаковочных материалов для пищевых продуктов, а также условий упаковки может способствовать повышению устойчивости приготовленных продуктов питания и сокращению общего объема пищевых отходов.
Однако новые технологии продвигают новые тенденции, открывая новые главы в исследованиях упаковки пищевых продуктов: активная упаковка как расширение защиты и сохранения, и интеллектуальная упаковка как расширение коммуникаций и маркетинга.
Развитие нанотехнологий в последнее десятилетие росло, открывая возможности для инноваций во многих отраслях промышленности, включая упаковку пищевых продуктов. Нанотехнологии представляют собой крыльчатку передовых технологий упаковки пищевых продуктов и дают оптимальные решения, которые были невозможны на микро или макроуровне. Полимерные нанокомпозиты представляют собой новый класс композиционных материалов, по крайней мере, с одним компонентом, который имеет наноразмерность от 1 до 100 нм.
Нанотехнологии основаны на внедрении органических или неорганических наночастиц в полимерную матрицу для улучшения свойств материалов механических, барьерных, оптических, тепловых. Малый размер частиц и чрезвычайно высокая площадь поверхности наночастиц создают большие границы раздела между нанонаполнителями и полимерной матрицей и усиливают эффект взаимодействия частиц или полимер частиц.
Это взаимодействие способствует сильному физическому контакту между частицами и полимерной матрицей, что приводит к улучшению свойств материала. В зависимости от формы существуют три типа наночастиц:
- Одномерные (слоистые)
- Двухмерные (нанотрубки)
- Трехмерные (сферические наночастицы)
Свойства материала сильно зависят от дисперсии и распределения наночастиц в полимерной матрице, и кроме поведения частиц в различных системах, большое значение имеет также получение нанокомпозитных пленок.
Помимо нанонаполнителей, используемых для улучшения свойств материалов, наночастицы находят применение и в нанокомпозитных упаковочных материалах с антибактериальными свойствами.
Нанокомпозитные упаковочные материалы с антибактериальными свойствами обладают высоким потенциалом в упаковке активных пищевых продуктов. Принимая во внимание чувствительность пищевой продукции к росту микроорганизмов ныряльщиков, системы антибактериальной упаковки представляют собой оптимальное решение для продления срока хранения, влияющее на качество и безопасность продукции.
Антибактериальные наноматериалы являются частью концепции активной упаковки, предназначенной для переноса активных наночастиц, которые могут быть интегрированы в пищевой пакет.
Эти противомикробные системы особенно эффективны благодаря высокому соотношению поверхности к объему и повышенной поверхностной реактивности наноразмерных антибактериальных агентов, что позволяет им более эффективно инактивировать микроорганизмы, чем их микро или макромасштабные свойства.
Обычно используемые или испытываемые антимикробные нанокомпозиционные материалы включают ионы металлов серебра, меди, золота, платины, оксид металлов таких как диоксид титана, оксид цинка, оксид магния, а также органически модифицированные наноглины. В реальных системах используются различные комбинации противомикробных препаратов путем включения в упаковочные материалы, что дает наилучшие результаты в сочетании с их активностью.
