بررسی امکان سنجی استفاده از انواع پوشش های بایو پلیمری بر روی مواد بسته بندی کاغذی

نوع مقاله: ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری /کارشناس آزمایشگاه

2 دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

نگرانی های زیست محیطی در رابطه با استفاده از ترکیبات و پوشش‌های سنتزی برای کاربردهای بسته بندی افزایش یافته است. خصوصیات ممانعتی و ترشوندگی کاغذها معمولاً به وسیله کاربرد مشتقات مبتنی بر نفت مانند: پلی اتیلن، موم و یا مشتقات فلوئوردار به عنوان ترکیبات پوشش دهی کنترل می‌شود، در حالی که آب گریزی سطح از طریق به کارگیری این پلیمرها بهبود می‌یابد. این ترکیبات به دلیل محدودیت در منابع فسیلی نفتی، قابلیت بازیافت ضعیف و نگرانی های زیست محیطی در رابطه با ضایعات تولید شده به علت عدم تجزیه بیولوژیکی نامطلوب هستند. به این ترتیب بایوپلیمرهای تجدیدپذیر را می توان به عنوان پوشش های ممانعتی بر روی مواد بسته بندی کاغذی مورد استفاده قرار داد. بایوپلیمرها شامل: پلی ساکاریدها، پروتئین ها، لیپیدها و پلی استرها هستند که بر روی پوشش های کاغذی به کار برده می شوند. این پوشش های بایوپلیمری، ممکن است انتقال ناخواسته رطوبت را به محصولات غذایی به تأخیر بیندازند و مانع خوبی برای نفت و اکسیژن باشند، زیست‌تخریب پذیر هستند و پتانسیل خوبی برای جایگزینی پوشش های سنتزی کاغذ و مقوا دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Feasibility Study of Using Different Types of Bio-Polymer Coatings on Paper Packaging Materials

نویسندگان [English]

  • soleiman zaheri 1
  • Ghasem Asadpur 2
1 Sari Agricultural Sciences and Natural Resoures University Faculty of Natural Resources
2 Department Sari Agricultural Sciences and Natural Resoures University
چکیده [English]

Environmental concerns about the use of synthetic compounds and coatings for packaging applications have increased. The barrier properties and wettability of the paper are usually controlled by the use of oil-based derivatives such as polyethylene, wax, or fluorinated derivatives as coatings. While surface hydrophobicity is improved through the use of these polymers. These compounds are undesirable due to limited fossil fuel resources, poor recyclability, and environmental concerns about waste generated due to non-biodegradation. As a result, renewable biopolymers can be used as barrier coatings on paper packaging materials. Biopolymers include polysaccharides, proteins, lipids, and polyesters are used on paper coatings. These biopolymer coatings may delay the unwanted transfer of moisture to food products, are a good barrier to oil and oxygen, are biodegradable, and have the potential to replace synthetic paper and cardboard coatings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Paper Coatings
  • Bio-polymers
  • barrier properties
  • Bio-nanocomposites
1. Bellussi, G.; Bohnet, M.; Bus, J.; Drauz, K.; Greim, H.; Jäckel, K.-P.; Karst, U.; Kleemann, A.; Kreysa, G.; Laird, T.; et al. (2000). “Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry;” Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany.

2. Tang, X.Z.; Kumar, P.; Alavi, S.; Sandeep, K.P.(2012). “Recent advances in biopolymers and biopolymer-based nanocomposites for food packaging materials.” Crit. Rev. Food Sci. Nutr, 52, 426–442.

3. Khwaldia, K.; Arab-Tehrany, E.; Desobry, S. (2010). “Biopolymer coatings on paper packaging materials.” Compr. Rev. Food Sci. F 2010, 9, 82–91.

4. Andersson, C. “New ways to enhance the functionality of paperboard by surface treatment—A review. Packag.” Technol. Sci. 21, 339–373.

5. Rasal, R.M.; Janorkar, A.V.; Hirt, D.E.(2010). “Poly(lactic acid) modifications.” Prog. Polym. Sci, 35, 338–356.

6. Cheng, H.-Y.; Yang, Y.-J.; Li, S.-C.; Hong, J.-Y.; Jang, G.-W. (2015). “Modification and extrusion coating of polylactic acid films.” J. Appl. Polym. Sci. 132, doi:10.1002/app.42472.

7. Mekonnen, T.; Mussone, P.; Khalil, H.; Bressler, D. (2013). “Progress in bio-based plastics and plasticizing modifications.” J. Mater. Chem. A, 1, 13379–13398.

8. Lao, H.-K.; Renard, E.; Linossier, I.; Langlois, V.; Vallée-Rehel, K. (2007). “Modification of poly(3-hydrox ybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) film by chemical graft copolymerization.” Biomacromolecules, 8, 416–423.

9. Kjellgren, H.; Gällstedt, M.; Engström, G.; Järnström, L. (2006). “Barrier and surface properties of chitosan-coated greaseproof paper.” Carbohydr. Polym. 65, 453–460. Coatings 2015, 5 922

10. Yang, N.; Deng, Y. (2000). “Paper sizing agents from micelle-like aggregates of polystyrene-based cationic copolymers.” J. Appl. Polym. Sci., 77, 2067–2073.

11. Mahendrasingam, A.; Martin, C.; Fuller, W.; Blundell, D.J.; Mackerron, D.; Rule, R.J.; Oldman, R.J.; Liggat, J.; Riekel, C.; Engström, P. (1995). “Microfocus X-ray diffraction of spherulites of poly-3-hy droxybutyrate.” J. Synchrotron. Radiat. 2, 308–312.

12. Van Tuil, R.; Fowler, P.; Lawther, M.; Weber, C.J. (2000). “Properties of biobased packaging materials. In Biobased Packaging Material for the Food Industry—Status and Perspectives,” 1st ed.; Weber, C.J, Ed.; The Royal Veterinary and Agricultural: Fredriksberg, Denmark, pp. 13–44.

13. Perry, P.A.; Donald, A.M. (2000). “The role of plasticization in starch granule assembly.” Biomacromolecules, 1, 424–432.

14. Vásconez, M.B.; Flores, S.K.; Campos, C.A.; Alvarado, J.; Gerschenson, L.N. (2009). “Antimicrobial activity and physical properties of chitosan–tapioca starch based edible films and coatings.” Food Res. Int. 42, 762–769.

15. Matsui, K. (2004). “Cassava bagasse-Kraft paper composites: Analysis of influence of impregnation with starch acetate on tensile strength and water absorption properties.” Carbohydr. Polym. 55, 237–243.

16. Sriroth, K.; Sangseethong, K. (2009). “Starch: An Important Component of the Paper Making Process; Thai Tapioca Starch Cellulose Association: Bangkok,” Thailand, Available online: http://www.thaitapiocastarch.org/article17.asp (accessed on 10 May 2015).

17. Lee, H.L.; Shin, J.Y.; Koh, C.H.; Ryu, H.; Lee, D.J.; Sohn, C. (2002). “Surface sizing with cationic starch: Its effect on paper quality and papermaking process.” Tappi J., 1, 34–40.

18. Bordenave, N.; Grelier, S.; Coma, V. (2010). “Hydrophobization and antimicrobial activity of chitosan and paper-based packaging material.” Biomacromolecules, 11, 88–96.

19. Trezza, T.A.; Vergano, P.J. (1994). “Grease resistance of corn zein coated paper.” J. Food Sci. 59, 912–915.

20. Parris, N.; Dickey, L.C.; Wiles, J.L.; Moreau, R.A.; Cooke, P.H. (2000). “Enzymatic hydrolysis, grease permeation and water barrier properties of zein isolate coated paper.” J. Agric. Food Chem. 48, 890–894.