Gıda Ambalajlarında Plastiğin Yerini Alacak Biyoaktif Kağıt Kaplamalar

Fotoğraf: İçi kaplamalı kağıttan yapılmış, açılıp kapanabilir bir torba. Kullanımdan sonra biyoaktif malzemelerle birlikte atık kağıt geri dönüşüm kutularına konulmaktadır.

Her yıl plastik atık miktarı artıyor. Bu atıkların bir kısmı, gıdaları korumak için gerekli olan plastik ambalajlardan kaynaklanıyor. BioActiveMaterials Projesi’nin bir bölümü olarak Fraunhofer-Gesellschaft araştırmacıları kağıt ambalajlama için çevre-dostu bir kaplama geliştirdi. Bununla birlikte sadece plastik birikiminin önüne geçilmekle kalınmayıp, bitki bazlı proteinler ve parafinlerle kaplayarak da gıdanın raf ömrünün uzatılması sağlanmaktadır. Ambalaj, kullanıldıktan sonra bertaraf edilmek için atık kağıt dönüşüm kutusuna konulabilir.

Günümüzde indirimli mağazalarda yiyecek alışverişi yapanlar, hemen hemen aldıkları yiyecek kadar plastik ambalaj satın almaktadırlar. Sosis, peynir, et ve balığın büyük çoğunluğu önceden paketlenmiş olan yiyeceklerdir. Taze meyve, salata ve sebzeler çok büyük sıklıkla plastik ambalajlarda gelir. Bu yöntem hijyeniktir ve eve dönüş yolunda da yiyecekleri korur. Ancak mineral yağ bazlı plastikler büyüyen atık yığınına katılıyor. Almanya’da sadece 2017’de kişi başına 38,5 kg plastik ambalaj atığı üretildi. Bu atıklar bertaraf için ya okyanuslarda süzülmeye bırakılır ya da Asya veya Afrika ülkelerine ihraç edilmektedir. Çevresel faktörlere maruz kalan bu büyük plastik parçalar, mikro plastiklere ayrışır ve böylece eninde sonunda besin zincirine girmenin yolunu bulur. Bu yüzden gıda sektöründe, plastik ambalajı azaltmak bir zorunluluktur.

Fraunhofer’in Proses Mühendisliği ve Ambalaj IVV Enstitüsü ve Fraunhofer Arayüz Mühendisliği ve Biyoteknoloji IGB Enstitüsü, şimdi gıda paketlemesi için inovatif ve sürdürülebilir bir çözüm sunuyor. Geleneksel paketlemede de olduğu gibi, gıdaları daha uzun süre taze tutmaktadır. Fakat yeni ambalaj hiç plastik içermiyor ve kullanımdan sonra problemsiz bir şekilde geri dönüştürülebiliyor.

Fotoğraf: Kaplama prosesinde kağıt, rulolar üzerinde yönlendirilir ve “biyoaktif malzemelerle” temin edilir. Bunlar sulu bir dağılım formunda gerçekleştirilir.

Proteinler, Parafinler ve Antioksidanlar Yiyeceklerin Raf Ömrünü Uzatıyor

BioActiveMaterials Projesi’nde araştırmacılar, karakteristik ve kullanışlı ambalajlama malzemeleri üretmek için ana malzeme olarak kağıt kullandı: açılır-kapanabilir torbalar veya ambalaj kağıdı.

Kağıda standart işlemler uygulanarak özel bir kaplama yapılıyor. Araştırmacılar, biyobazlı katkılarla proteinler ve parafinler tarafından bu kaplamayı yapıyorlar. Bu kaplamanın özel formülasyonu, uzun süreli stabilite sağlıyor ve aynı zamanda birçok işlev gösteriyor. Fraunhofer IGB Alanının Fonksiyonel Yüzeyler ve Malzeme İnovasyonu Başkanı Dr. Michaela Müller, “İlk olarak parafinler bir su buharı bariyeri oluştururken, proteinler bir oksijen bariyeri tabakası olarak görev alır. Bu, örnek olarak meyvenin hızlı bir şekilde kurumasını önler. İkinci olarak biyobazlı katkı maddelerinin oksit giderici ve antimikrobiyal etkisi vardır. Bu, et ve balığın çabuk bozulmasının engeller. Genel olarak yiyecekler çok daha uzun bir raf ömrüne sahip olur.” diye açıkladı. Proteinler, kaplamada özel bir rol oynamaktadır. Kağıttan yiyeceğe, mineral yağın nüfuz etmesini önler. Özellikle geri kazanılan kağıt, yazıcı mürekkebi içeren mineral yağın kalıntılarının içerir.

BioActiveMaterials Projesi’nin bir parçası olarak geliştirilen kaplanmış kağıtlar, meyve – sebze, et – balık, peynir ve şekerleme dahil farketmeksizin tüm gıdalarda mevcut paketlemeye bir alternatiftir. Tüketiciler kağıt ambalajlı gıdaları , günümüzde plastik ambalajlı gıdalarda olduğu gibi saklayabilir ve kullanabilir. Müller, “Kağıt bazlı ambalajlama, et gibi dondurularak saklanmak zorunda olan ürünler için de uygundur. Antioksidan işlev, burada da sürdürülmektedir.” diye ekledi. Bu paketleme dondurulmuş gıdalar için bile kullanılabilir. Fraunhofer Proses Mühendislği ve Ambalaj IVV Enstitüsü Departmanı Başkanı Dr. Cornelia Stramm, “Kullanımdan sonra ambalaj, kağıt atık geri dönüşüm kutusuna konulur, kaplama biyobozunurdur ve geri dönüştürülebilir prosese engel oluşturmaz.”dedi.

Fraunhofer Enstitüleri, birbirine bağlı ekipler halinde projeyi kararlılıkla sürdürmektedir. Fraunhofer IGB’deki bilim insanları kaplamanın karmaşık formülasyonunun ve üretiminin sorumluluğunu üstlenirken, Fraunhofer IVV araştırmacıları kaplamanın uygulamada ne kadar iyi çalıştığını test ediyor. Stramm, ” Kaplamanın su buharı, oksijen ve mineral yağ gibi dış etkilere karşı ne kadar etkili olduğunu görmek için testler yaptık.” dedi. Fraunhofer IVV ekibi ayrıca rulodan ruloya teknolojisini kullanarak kaplamanın kağıda uygulanabilirliğinin yeterliliğini de garantiledi. Kağıdın rulo üzerinde yönlendirildiği bir makine kullanılarak, bu gerçekleştirildi. Kaplama, sulu bir dağılım olarak uygulandı.

Fotoğraf: Marifet; parafinler, proteinler ve katkı maddelerinin doğru karışım oranlarında, sulu kaplama dağılımının üretiminde olduğu kadar onların eklendiği sıradadır.

Atık Malzemelerden Proteinler, Brezilya ve Kuzey Meksika’dan Parafinler

Ekip, “BioActiveMaterials” Projesi için hammadde seçiminde, gıda endüstrisinde kullanım için onaylanmış doğal maddeler seçti. Örneğin; protein elementi için, kolza (kanola) tohumu, acı bakla, peynir altı suyu ve ayçiçeklerini test ettiler. Uygulamada tarımsal işlemler, üretimden ambalaj endüstrisine kadar kullanılmayan atık malzemeleri teslim edebilir. Parafinlere dönecek olursak, araştırmacılar Kuzey Meksika’ya özgü Candelilla çalısından ve Brezilya Carnauba palmiyesinden üretilen balmumu ve mum için bahsedilen yerlere gittiler. Müller, ” Biz bu mumlar üzerinde karar kıldık. Çünkü bunlar biyobozunurdur, pazarda gıda teması konusunda onaylıdır ve rahatlıkla bulunabilirdir.” diye açıkladı.

Kırma, ısıtma, çalkalama ve karıştırma gibi geleneksel laboratuvar teknikleri üretimde kullanılmaktadır. Müller, ” Beceri, karıştırma oranlarında ve tek tek eklenen maddelerin sırasındadır. Farklı maddeleri karıştırdığımızda, oranın esnekliği kaplamayı spesifik uygulamalar için en iyi şekilde kullanmamıza da olanak tanır.” dedi. Daha fazla antioksidan içeren ambalajlarda örneğin et ambalajı, özellikle güçlü bir antimikrobiyal ve antioksidatif etki gerekiyor iken, parafin kaplanmış bir paketlemedeki salatayı özellikle kurumaya karşı iyi korur.

Üreticiler, Perakendeciler ve tüketiciler İçin Faydaları

Araştırmacılar, çok pratik bakış açılarını bile düşündüler. Biyoaktif kaplama, mukavvalar, kartonlar için de kağıt kadar kullanışlıdır. Ayrıca ambalajlamadaki baskı da sorun yaratmıyor. Üretici, gıda kanunları altında logosunu ya da gerekli besin bilgilerini yazdırabilir, bastırabilir. İndirimli mağazalar ve gıda perakendecileri, Fraunhofer paketlemeden yararlanacaktır. Çünkü tüketiciler kaynak verimliliği, biyobozunurluk ve plastik kullanımı olmadan paketlemeye karşı yaklaşımı takip ediyor.

Fraunhofer IVV ve Fraunhofer IGB proje ortakları, meyve veya sebze gibi gıdaya direkt temas eden kaplama uygulamasını ve dolayısıyla raf ömrünün uzaması için konseptleri test ediyorlar. Yenilebilir kaplama, doğası gereği sağlığa zararsızdır.

Kaynak: phys.org