Modern solutions in production of biopolymers, employed in packaging for food industry

• Autorzy: Mundziel Julia , Rydzkowski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/42.2024.1.2

Warianty tytułu

PL

Nowoczesne rozwiązania w produkcji biopolimerów wykorzystywanych w opakowaniach dla przemysłu spożywczego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The constantly increasing need of environmental protection causes the growth of demand on manufacture of environment-friendly packaging which would prolong the shelf-life of the products inside, and which would be produced from solid and sustainable packaging materials. It is important nowadays to avoid food wastage and contamination of the environment. The answer to the mentioned requirements may be found in the innovative approaches such as edible films, biopolymers or the application of additives, allowing longer use of food. Active packagings create a new path of food packaging, concentrated on creation of multi-functional system via formulation of active substances in polymer matrix of polymer packaging. The discussed packaging has a great potential for the application in contact with food due to their positive effect on ecological problems and other unique properties. The aim of the present paper is to discuss the modern solutions in production of biopolymers, employed in production of food packaging and development of more and more functional packaging. In the review, the activities connected with the creation of more ecological and functional, environment-friendly packagings have been submitted and the related barriers have been indicated.

PL

Rosnąca z każdym rokiem potrzeba ochrony środowiska powoduje zwiększające się zapotrzebowanie na produkcję opakowań przyjaznych dla środowiska i przedłużających ich termin do spożycia, trwałych i ze zrównoważonych materiałów opakowaniowych. Ważne jest dzisiaj aby unikać marnowania żywności i zanieczyszczenia środowiska. Odpowiedzią na te wymagania są innowacyjne podejścia, takie jak: folie jadalne, biopolimery czy zastosowanie dodatków, które pozwolą dłużej korzystać z żywności. Opakowania aktywne to nowa ścieżka pakowania żywności, koncentrująca się na tworzeniu wielofunkcyjnego systemu poprzez formułowanie substancji aktywnych w matrycach polimerowych opakowań. Opakowania takie mają ogromny potencjał do zastosowania w kontakcie z żywnością ze względu na ich pozytywny wpływ na problemy ekologiczne i inne unikalne właściwości. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie nowoczesnych rozwiązań w wytwarzaniu biopolimerów wykorzystywanych do produkcji opakowań do żywności oraz tworzeniu opakowań bardziej funkcjonalnych. W przeglądzie pokazano działania związane z powstawaniem coraz bardziej ekologicznych i funkcjonalnych opakowań przyjaznych dla środowiska oraz wskazano jakie bariery z tym są związane.

Słowa kluczowe

EN

active packaging; biopolymers; edible films; essential oils

PL

opakowania aktywne; biopolimery; folie jadalne; olejki eteryczne

• Wydawca: Alfa-print sp. z o.o.
• Czasopismo: Packaging Review
• Rocznik: 2024
• Tom: No. 1
• Strony: 16--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mundziel Julia

• Koszalin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Food Industry Processes and Facilities

• https://orcid.org/0009-0000-1680-1345

autor

Rydzkowski Tomasz

• Koszalin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Food Industry Processes and Facilities

• https://orcid.org/0000-0001-7353-4861

Bibliografia

• 1. Agarwal, A., Shaida, B., Rastogi, M., & Singh, N. B. (2023). Food packaging materials with special reference to biopolymers-properties and applications. Chemistry Africa, 6(1), 117-144.
• 2. Arnon-Rips H., Poverenov E., Biopolymers-embedded nanoemulsions and other nanotechnological approaches for safety, quality, and storability enhancement of food products: active edible coatings and films, Grumezescu A. M., In Nanotechnology in the Agri-Food Industry, Emulsions, Academic Press, 2016, Pages 329-363, ISBN 9780128043066.
• 3. Bhaskar, R., Zo, S. M., Kanan, B. N., Purohit, S., Gupta, M. K., & Han, S. S. (2023). Recent development of protein-based biopolymers in food packaging applications: A review. Polymer Testing, 108097.
• 4. Borah, H., & Dutta, U. (2019). Trends in beverage packaging. Trends in beverage packaging, 1-19.
• 5. Bose, I., Singh, R., Negi, S., & Tiwari, K. (2023, May). Utilization of edible film and coating material obtained from fruits and vegetables residue: A review. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2521, No. 1). AIP Publishing.
• 6. Casalini, S., & Giacinti Baschetti, M. (2023). The use of essential oils in chitosan or cellulose‐based materials for the production of active food packaging solutions: a review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 103(3), 1021-104.
• 7. Czarnecka-Komorowska, D., Tomasik, M., Thakur, V. K., Kostecka, E., Rydzkowski, T., Jursa-Kulesza, J., ... & Gawdzińska, K. (2022). Biocomposite composting based on the sugar-protein condensation theory. Industrial Crops and Products, 183, 114974.
• 8. Dirpan, A., Ainani, A. F., & Djalal, M. (2023). A Review on Biopolymer-Based Biodegradable Film for Food Packaging: Trends over the Last Decade and Future Research. Polymers, 15(13), 278
• 9. Dutta, D., & Sit, N. (2023). Application of natural extracts as active ingredient in biopolymer based packaging systems. Journal of Food Science and Technology, 60(7), 1888-1902.
• 10. Ebrahimzadeh, S., Biswas, D., Roy, S., & McClements, D. J. (2023). Incorporation of essential oils in edible seaweed-based films: A comprehensive review. Trends in Food Science & Technology.
• 11. Gaspar, M. C., & Braga, M. E. (2023). Edible films and coatings based on agrifood residues: a new trend in the food packaging research. Current Opinion in Food Science, 50, 101006.
• 12. Gil, M., & Rudy, M. (2023). Innovations in the packaging of meat and meat products - A review. Coatings, 13(2), 333.
• 13. Janowicz, M., Galus, S., Ciurzyńska, A., & Nowacka, M. (2023). The Potential of Edible Films, Sheets, and Coatings Based on Fruits and Vegetables in the Context of Sustainable Food Packaging Development. Polymers, 15(21), 423.
• 14. Koirala, P., Nirmal, N. P., Woraprayote, W., Visessanguan, W., Bhandari, Y., Karim, N. U., ... & Saricaoğlu, F. T. (2023). Nano-engineered edible films and coatings for seafood products. Food Packaging and Shelf Life, 38, 101135.
• 15. Kumar, H., Ahuja, A., Kadam, A. A., Rastogi, V. K., & Negi, Y. S. (2023). Antioxidant film based on chitosan and tulsi essential oil for food packaging. Food and Bioprocess Technology, 16(2), 342-355.
• 16. Mikus, M., & Galus, S., 2023, Biopolimerowe materiały aktywne do żywności. Żywność: nauka-technologia-jakość, (2 (135)), 18-32.
• 17. Moeini, A., Germann, N., Malinconico, M., & Santagata, G. (2021). Formulation of secondary compounds as additives of biopolymer-based food packaging: A review. Trends in Food Science & Technology, 114, 342-354.
• 18. Nair, S. S., Trafiałek, J., & Kolanowski, W. (2023). Edible Packaging: A Technological Update for the Sustainable Future of the Food Industry. Applied Sciences, 13(14), 8234.
• 19. Nath, P. C., Sharma, R., Debnath, S., Sharma, M., Inbaraj, B. S., Dikkala, P. K., ... & Sridhar, K. (2023). Recent trends in cellulose-based biodegradable polymers for smart food packaging industry. International Journal of Biological Macromolecules, 127524.
• 20. Othman, S. H. (2014). Bio-nanocomposite materials for food packaging applications: types of biopolymer and nano-sized filler. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2, 296-303.
• 21. Perera, K. Y., Hopkins, M., Jaiswal, A. K., & Jaiswal, S. (2023). Nanoclays-containing bio-based packaging materials: Properties, applications, safety, and regulatory issues. Journal of Nanostructure in Chemistry, 1-23.
• 22. Perera, K. Y., Jaiswal, A. K., & Jaiswal, S. (2023). Biopolymer-Based Sustainable Food Packaging Materials: Challenges, Solutions, and Applications. Foods, 12(12), 2422.
• 23. Perumal, A. B., Huang, L., Nambiar, R. B., He, Y., Li, X., & Sellamuthu, P. S. (2022). Application of essential oils in packaging films for the preservation of fruits and vegetables: A review. Food Chemistry, 375, 131810.
• 24. Porta, R., Sabbah, M., & Di Pierro, P. (2020). Biopolymers as food packaging materials. International Journal of Molecular Sciences, 21(14), 4942.
• 25. Rout, S., Tambe, S., Deshmukh, R. K., Mali, S., Cruz, J., Srivastav, P. P., ... & de Oliveira, M. S. (2022). Recent trends in the application of essential oils: The next generation of food preservation and food packaging. Trends in Food Science & Technology.
• 26. Roy, S., Chawla, R., Santhosh, R., Thakur, R., Sarkar, P., & Zhang, W. (2023). Agar-based edible films and food packaging application: A comprehensive review. Trends in Food Science & Technology, 104198.
• 27. Rusková, M., Opálková Šišková, A., Mosnáčková, K., Gago, C., Guerreiro, A., Bučková, M., ... & Antunes, M. D. (2023). Biodegradable Active Packaging Enriched with Essential Oils for Enhancing the Shelf Life of Strawberries. Antioxidants, 12(3), 755.
• 28. Said, N. S., Olawuyi, I. F., Cho, H. S., & Lee, W. Y. (2023). Novel edible films fabricated with HG-type pectin extracted from different types of hybrid citrus peels: Effects of pectin composition on film properties. International Journal of Biological Macromolecules, 253, 127238.
• 29. Sharma, S., Barkauskaite, S., Jaiswal, A. K., & Jaiswal, S. (2021). Essential oils as additives in active food packaging. Food Chemistry, 343, 128403.
• 30. Sionkowska, A., & Lewandowska, K. (2016). Biopolimery, Projekt pn. „Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowany w ramach Poddziałania 4. 1 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki.
• 31. Smaoui, S., Hlima, H. B., Tavares, L., Ennouri, K., Braiek, O. B., Mellouli, L., ... & Khaneghah, A. M. (2022). Application of essential oils in meat packaging: A systemic review of recent literature. Food Control, 132, 108566.
• 32. Taherimehr, M., YousefniaPasha, H., Tabatabaeekoloor, R., & Pesaranhajiabbas, E. (2021). Trends and challenges of biopolymer-based nanocomposites in food packaging. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6), 5321-5344.
• 33. Tomić, A., Šovljanski, O., & Erceg, T. (2023). Insight on Incorporation of Essential Oils as Antimicrobial Substances in Biopolymer-Based Active Packaging. Antibiotics, 12(9), 1473.
• 34. Wiszumirska, K., Czarnecka-Komorowska, D., Kozak, W., Biegańska, M., Wojciechowska, P., Jarzębski, M., & Pawlak-Lemańska, K. (2023). Characterization of Biodegradable Food Contact Materials under Gamma-Radiation Treatment. Materials, 16(2), 859.
• 35. Wróblewska-Krepsztul, J., Michalska-Pożoga, I., Szczypiński, M., Szczypiński, M. M., & Rydzkowski, T. (2017). Biodegradacja: Atrakcyjna alternatywa dla obecnych technik utylizacji odpadów tworzyw polimerowych. Przetwórstwo Tworzyw, 23.
• 36. Wróblewska-Krepsztul, J., & Rydzkowski, T. (2019). Pyrolysis and incineration in polymer waste management system. Journal of Mechanical and Energy Engineering, 3(4), 337-342.
• 37. Wróblewska-Krepsztul, J., Rydzkowski, T., Michalska-Pożoga, I., & Thakur, V. K. (2019). Biopolymers for biomedical and pharmaceutical applications: Recent advances and overview of alginate electrospinning. Nanomaterials, 9(3), 404.
• 38. Yadav, A., Kumar, N., Upadhyay, A., Pratibha, & Anurag, R. K. (2023). Edible packaging from fruit processing waste: A comprehensive review. Food Reviews International, 39(4), 2075-2106.
• 39. Zhang, W., Hadidi, M., Karaca, A. C., Hedayati, S., Tarahi, M., Assadpour, E., & Jafari, S. M. (2023). Chitosan-grafted phenolic acids as an efficient biopolymer for food packaging films/coatings. Carbohydrate Polymers, 120901.
• 40. Zhang, W., Roy, S., Ezati, P., Yang, D. P., & Rhim, J. W. (2023). Tannic acid: A green crosslinker for biopolymer-based food packaging films. Trends in Food Science & Technology.