Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Alternatywa dla tworzyw sztucznych
13.11.2007
Sery, wędliny, owoce i różne inne produkty spożywcze są pakowane w folię lub foliowe torby. Takie rozwiązanie jest przede wszystkim tańsze, a produkty z tworzywa sztucznego charakteryzują się większą trwałością niż papier czy karton.
Jednak jest również druga strona medalu. Na świecie rocznie przybywa około 290 mln ton zużytych opakowań z tworzyw sztucznych. Ekolodzy pouczają, że to grozi w niedługim czasie katastrofą i przy każdych zakupach powinniśmy próbować zastąpić produkt tak opakowany na inny w przyjaznym środowisku materiale. To praktycznie niewykonalne, bo żywność na sklepowych półkach w zdecydowanej większości owinięta jest w tworzywa sztuczne.

Zapotrzebowanie na opakowania z tworzyw sztucznych jest ogromne na całym świecie.  Opakowania syntetyczne wytworzone z różnych rodzajów polimerów np. polietylenów lub polipropylenów są nie lada problemem. Szacuje się, że kilkanaście procent z odpadów produkowanych przez duże miasta to właśnie tworzywa sztuczne.  Ich właściwości fizyko-chemiczne powodują, że są  odporne na działanie enzymów co uniemożliwia ich biodegradację. Zwykle tego typu odpady po prostu się składuje co nie likwiduje problemu, tylko raczej odkłada go na później.  Bardzo powszechne są również spalarnie. Dzięki takiemu procesowi masa odpadów maleje o 40-60%. Jednak podczas spalania wytwarza się szereg toksycznych związków takich jak tlenki węglowodorów (furanów i dioksanów), które przedostają się do atmosfery. Przyszłością w tej dziedzinie jest recykling, czyli powtórne wykorzystanie odpadów tworzyw sztucznych. Niestety wytwarzamy ich więcej niż moglibyśmy przetworzyć i zagospodarować.

Opakowania z tworzyw sztucznych pomagają zachować przydatność produktów  do spożycia przez dłuższy czas,  gdyż tego typu materiały zapewniają swojego rodzaju barierę między produktem a środowiskiem zewnętrznym. Dzięki temu do przechowywanego jedzenia nie dostają się mikroorganizmy i inne zanieczyszczenia, które mogłyby spowodować ich psucie. Zapobiegają również wymianie gazowej między rozdzielonymi środowiskami. Takie przechowywanie jest stosowane w większości produktów w przypadku, których producent chce zachować dłuższą jego trwałość. Taka metoda pakowania świetnie sprawdza się zwłaszcza w przechowywaniu produktów poddanych obróbce termicznej na przykład pasteryzacji czy sterylizacji, co powoduje zabicie drobnoustrojów, które mogłyby spowodować psucie się produktu od środka.

Istnieją jednak sposoby na unikanie stosowania tworzyw sztucznych. Jednym z takich rozwiązań jest pullulan. Jest on pozakomórkowym polisacharydem zbudowanym z α-trisacharydów składających się z trzech cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami α-(1-4)-D glikozydowymi. Natomiast cząsteczki α-trisacharydów są połączone wiązaniami α-(1-6)-D-glikozydowymi. Ten złożony wielocukier syntetyzowany jest przez grzyb należący do gatunku Aureobasidium pullulan. Jest to gatunek powszechnie występujący w przyrodzie głównie na owocach i roślinach. Polisacharyd produkowany przez ten mikroorganizm jest nietoksyczny, nie powodujący alergii i co bardzo ważne w pełni ulega biodegradacji. Po oczyszczeniu ma on postać białego proszku bez żadnego zapachu i smaku.

W zależności od rodzaju pożywki jaka zostanie zastosowana  Aureobasidium pullulan może syntetyzować pullulan o różnej masie cząsteczkowej wahającej się od 103 do 3*106 Da.

Pierwsze doniesienia o tym polisacharydzie pochodzą już z 1938 roku, jednak dopiero w 1976 roku Japońska firma Hayashibara Co. rozpoczęła jego produkcję na skalę przemysłową. Na początku był stosowany jako dodatek zwiększający lepkość  soków, kremów i sosów.  Później znalazł zastosowanie jako środek niskokaloryczny, gdyż nie jest trawiony przez organizm człowieka i swobodnie może zastępować skrobię czy mąkę ziemniaczaną. Spożycie 15 gram na kilogram masy ciała nie powoduje żadnych zmian w ludzkim organizmie.

Teraz szuka się dla niego nowych zastosowań w szeregu placówek badawczych w Polsce i na świecie. Jedną z jego możliwości jest zdolność do tworzenia cienkich błon, które stanowią świetną barierę dla tlenu, chroniąc produkty żywnościowe przed procesami oksydacyjnymi. Żeby uzyskać taką powłokę należy tylko zanurzyć produkt w kilku procentowym roztworze wodnym pullulanu i wysuszyć. Aby pozbyć się powłoki produkt wystarczy umyć lub można go po prostu skonsumować razem z nią. Po odpowiedniej modyfikacji chemicznej pullulan może być używany również do produkcji foli, toreb i innych opakowań nierozpuszczalnych w wodzie. Natomiast podczas spalania tego polisacharydu powstaje tylko dwutlenek węgla i woda.  Zatem zarówno sam pullulan jak i opakowania wyprodukowane z niego są w pełni ekologiczne. Wydłużają one nie tylko datę przydatności do spożycia , ale również sprzyjają zatrzymaniu aromatów i składników smakowych wewnątrz produktu.

Większość szczepów syntetyzuję jednak melaninę o czarnej barwie, co powoduje, że pullulan ma czarny kolor, przez co konieczne jest jego oczyszczanie. Również ze względu na niską wydajność produkcji polisacharydu przez Aureobasidium pullulans wzrastają koszty, a co za tym idzie i cena. Pracuje się jednak nad udoskonaleniem tych szczepów zarówno metodami klasycznymi (izolacja szczepów o zwiększonej wydajności i naturalnym brakiem zdolności do produkcji melatoniny), jak i udoskonalaniu szczepów metodami inżynierii genetycznej. Na przykład w wyniku mutagenizacji skojarzeniowej (UV i etylenoimina) uzyskano mutanty o wyższej wydajności.

Źródło: primaryinfo.com;„Biotechnologia żywności”
KOMENTARZE
Newsletter