3.1 Bao bì tự hủy làm từ nhựa và tinh bột
Một nghiên cứu do TS Hà Thúc Chí Nhân, Khoa Khoa học Vật liệu - trường ĐH Khoa học Tự nhiên TP.HCM kết hợp với Công ty TNHH Một Bước Tiến thực hiện Túi ni lông (bao bì) có khả năng phân hủy sinh học trên cơ sở phối trộn giữa 60% nhựa thông thường với 30% lượng tinh bột (thường là bột mì). Từ tháng 8/2011 đến nay, công nghệ sản xuất bao bì này đã hoàn chỉnh và đi vào hoạt động với công suất 1 tấn hạt nhựa/giờ. Trong đó, tinh bột được dùng như phụ gia kết nối các phân tử nhựa. Sau khi sử dụng, sản phẩm thường được xử lý bằng phương pháp chôn lấp. Trong môi trường có độ ẩm và nhiệt độ, tinh bột bị thủy phân bởi vi sinh vật có trong đất hoặc môi trường tự nhiên. Sự phân hủy tinh bột làm phát sinh thêm các men vi sinh tác kích vào các mạch phân tử nhựa và xúc tiến gây ra quá trình phân hủy sinh học của nhựa được nhanh hơn. Về mặt lý thuyết thì thời gian bắt đầu phân rã là 6 tháng và phân hủy hoàn toàn là trên 5 năm. Đặc biệt, sản phẩm chỉ bị phân hủy khi được chôn xuống đất. Tuy nhiên, thị trường chủ yếu của sản phẩm này là Nhật Bản. Giá của sản phẩm này bằng hoặc cao hơn bao bì nhựa thông thường khoảng 5%.
3.2 Bao bì làm từ vỏ trái cây
Các nhà nghiên cứu Đại học Sain Malaysia (USM) và PepsiCo Anh Quốc đang phát triển việc sử dụng các vỏ trái cây và khoai tây thải ra làm nguyên liệu sản xuất bao bì phù hợp với môi trường và ước tính trong tương lai gần sẽ giới thiệu loại bao bì này ra thị trường.
Bao bì từ vỏ khoai tây
Phát biểu trên chương trình BBC Radio 4, ông Richard Evans Chủ tịch PepsiCo UK và Ireland nói công ty đang nghiên cứu tỉ mỉ xem liệu tinh bột từ vỏ khoai tây thải ra có thể sản xuất ra loại bao bì sinh học - thân thiện môi trường, tự phân huỷ, dùng cho sản phẩm khoai tây chiên giòn không. Nhà máy sản xuất khoai tây lát tại Leicester của PepsiCo, một công ty sản xuất thực phẩm và nước giải khát khổng lồ là nhà máy lớn nhất của loại hình này trên thế giới, chủ yếu sản xuất khoai tây chiên giòn thương hiệu Walkers và các sản phẩm snack khác. Ông Evans cho biết, PepsiCo UK đang nhắm đến mục đích sản xuất bao bì từ vỏ khoai tây bỏ ra, mà hiện đang đưa làm thức ăn cho gia súc và dùng tái chế cho công việc khác, có thể được giới thiệu đến một số cửa hàng bán lẻ tại Anh Quốc trong vòng 18 đến 24 tháng tới. Evans cho biết, nhóm nghiên cứu đã phát triển bao bì nhỏ làm từ cellulose có nguồn gốc bột gỗ, từ nguồn tài nguyên tái tạo và bền vững, các khu rừng trồng theo tiêu chuẩn của Hội đồng quản lý rừng (Forest Stewardship Council).
Bao bì từ vỏ trái cây nhiệt đới
Các nhà nghiên cứu tại Malaysia đã phát triển một loại bao bì nhựa phân hủy sinh học từ vỏ trái cây nhiệt đới tương đối bền và có tính kinh tế trong sản xuất.“Một trong những vấn đề môi trường lớn nhất mà thế giới phải đối mặt là nhựa
phế thải. Hầu hết nhựa thương mại được làm từ dầu khí và rất khó phân hủy ” Giáo sư Tiến sĩ Hanafi Ismail lãnh đạo nhóm nghiên cứu nói, chỉ có 2% túi nhựa không phân huỷ được tái chế lại, đây là quá trình quá tốn kém. Phát minh mới của nhóm được gọi là ‘FruitPlast “ vỏ trái cây nhiệt đới thải ra được chuyển đổi thành bột, sau đó đã được chế tạo thành màng nhựa phân hủy sinh học.
Đại học Sain Malaysia (USM) là người đi tiên phong đối với sản phẩm Fruitplast, giáo sư Hanafi Ismail cho biết, ý tưởng dùng trái cây thải ra để sản xuất nhựa là từ nhận thức được tiềm năng của nhựa phân hủy sinh học, được dự báo sẽ tăng lên đến 30% năm. Nhóm nghiên cứu cho rằng, sản phẩm Fruitplast của họ, ước tính rẻ hơn 10% so với nhựa thương mại có nguồn gốc từ dầu mỏ (PE, PP) và có thể phân hủy trong vòng 3-6 tháng, Hơn nữa, họ cho biết thêm, nó có thể “cạnh tranh chất lượng với các sản phẩm nhựa thương mại hiện đang có trên thị trường.”
3.3 Bao bì làm từ tinh bột đậu nành
Các nghiên cứu xem xét vật liệu nhựa sinh học có nguồn gốc từ polysaccharide từ đậu nành đã và đang phát triển theo hướng tích cực. Polysaccharide đậu nành dạng hòa tan (SSPS) kết hợp với Zataria multiflora Boiss (Zeo) hoặc Mentha pulegium (MEO) ở nồng độ thích hợp sẽ tạo thành lớp màng bền vững và có thể ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Màng bao sinh học và bao bì thực phẩm tự hủy là các sản phẩm đã được ứng dụng thành công tại các nước phát triển.
3.4 Vật liệu bao gói có tác dụng kháng vi sinh vật trong các sản phẩm thịt
Để ngăn chặn sự phát triển và lây lan của vi sinh vật gây bệnh và hư hỏng thông qua thực phẩm thịt, vật liệu đóng gói kháng sinh là một giải pháp thay thế tiềm năng. Thay vì trộn chất kháng khuẩn trực tiếp với thực phẩm, kết hợp chúng trong màng bao bì cho phép tăng hiệu quả sử dụng của bao bì thực phẩm bảo vệ trực tiếp lên bề mặt thực phẩm, nơi sự phát triển của vi sinh vật được tìm thấy chủ yếu. Bao bì kháng khuẩn bao gồm hệ thống phân tán chất hoạt tính sinh học trong bao bì, lớp phủ chất hoạt tính sinh học trên bề mặt của vật liệu đóng gói, hoặc sử dụng các đại phân tử kháng sinh với lớp màng hình thành lớp bảo vệ vững chắc. Tiềm năng của các công nghệ này được đánh giá về việc bảo quản thịt và sản phẩm thịt.
3.5 Màng bao polysaccharide
Những lớp màng từ polysaccharide có tiềm năng được sử dụng rộng rãi cho nhiều sản phẩm. Những lớp màng này có thể được sử dụng để kéo dài tuổi thọ của các loại trái cây, rau quả, hải sản, thịt, và các sản phẩm bánh kẹo bằng cách ngăn chặn tình trạng mất nước, quá trình oxy hóa, phản ứng màu nâu trên bề mặt, và khuếch tán dầu... Hơn nữa, khi áp dụng cho các loại trái cây và rau quả, lớp phủ polysaccharide dựa trên có thể cải thiện chất hóa lý, dinh dưỡng, và đặc tính cảm quan của sản phẩm. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng sự kết hợp của các hợp chất hoạt động giống như kháng sinh, chất chống oxy hóa, hoặc bacteriocins trong các lớp màng ăn được và lớp phủ có thể cải thiện sự an toàn vi sinh vật và thời hạn sử dụng, và có thể được sử dụng để ổn định chất lượng sản phẩm trong quá trình lưu
trữ. Các lớp màng này có bản chất là polysaccharide sẽ tạo thành hàng rào vững chắc bảo vệ các tác nhân gây hư hỏng.
3.6 Màng bao có nguồn gốc từ carbohydrate
Carbohydrate đã được nghiên cứu sâu để phát triển thành một lớp màng ngoài chức năng vừa để bảo vệ thực phẩm vừa có thể ăn được. Các carbohydrate điển hình như: chitosan, các dẫn xuất cellulose, pectin, và galactomannans đã được đánh giá có khả năng tạo màng và ứng dụng trong lĩnh vực bao bì thực phẩm. Nghiên cứu đánh giá các phương pháp hình thành, tính chất hóa lý, và các ứng dụng trong bảo quản thực phẩm của chitosan, các dẫn xuất cellulose, pectin, và galactomannans phủ và các lớp màng bao do chúng tạo ra. Kiểm tra trên trái cây, rau, và cá philê đã chỉ ra rằng tuổi thọ của các sản phẩm thực phẩm đã được kéo dài. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đang dành thời gian và nỗ lực đáng kể để cải thiện các tính chất về độ ẩm, thoát hơi nước, đó là hạn chế lớn cho các lớp bao bì, thông qua việc sử dụng các polysaccharides và lipid, công nghệ nano, và sửa đổi cơ học …
3.7 Màng bao có nguồn gốc từ cellulose
Màng bao bì được kết hợp từ cellulose sulfate (CS) và glycerol bằng phương pháp thích hợp. Những lớp màng CS dày đặc trong suốt, đồng nhất , linh hoạt, hòa tan trong nước và khả năng chống các loại dầu và chất béo. CS có trọng lượng phân tử và glycerol trong thành phần bị ảnh hưởng tính chất cơ học và độ thấm hơi nước của màng CS . Sức mạnh căng thẳng (TS) của màng CS từ MW cao ( η2 % = 907, dung dịch nước có độ nhớt 2%) có thể đạt 60.27 MPa. Hơn nữa, việc bổ sung glycerol và tăng trọng lượng phân tử CS có thể làm giảm WVP xuống giá trị khoảng 3,7 × 10-11 gm -1 s- 1 Pa -1 , trong đó hiệu suất cản hơi của màng CS có thể được điều chỉnh bởi trọng lượng phân tử CS và glycerol .
3.8 Màng bao bì chống nấm móc cho các sản phẩm tinh bột
Màng bao thấm dung môi siêu tới hạn (SSI) đã được thử nghiệm cho sự kết hợp của các hợp chất tự nhiên vào các vật liệu biocomposite cho bao bì thực phẩm. Cinnamaldehyde với hoạt tính kháng khuẩn đã chứng minh chống lại nấm, thường được tìm thấy trong các sản phẩm bánh mì, được ngâm tẩm thành công trên biocomposite tinh bột sắn dựa trên vật liệu sử dụng siêu carbon dioxide làm dung môi. Quá trình được thí nghiệm ở các điều kiện (áp suất, thời gian thẩm thấu và tỷ lệ xả áp) ở nhiệt độ cố định (35°C) để nghiên cứu ảnh hưởng của họ trên số lượng cinnamaldehyde ngâm tẩm cũng như hình thái học của những lớp màng. Kết quả cho thấy tất cả các điều kiện cho phép để hình thành lượng hoạt tính kháng khuẩn vượt trội so với trước đây sử dụng phương pháp kết hợp thông thường. Hơn nữa, giảm đáng kể khả năng hấp thụ hơi nước cân bằng và độ thấm hơi nước trong những lớp màng được quan sát thấy sau khi chế biến SSI mà là một lợi thế rõ ràng của quá trình, xem xét các ứng dụng dự kiến .
3.9 Màng bao tổng hợp từ tinh bột ngô và chitosan
Màng bao dựa trên quá trình nhiệt dẻo tinh bột ngô (TPS) và chitosan / chitin thu được bằng cách trộn và tan chảy nhiệt nén. Chitosan và kết hợp chitin để TPS ma trận gây ra một số thay đổi cơ cấu chủ yếu là do sự tương tác giữa hydroxyl tinh bột và các nhóm amin chitosan/chitin. Mức độ kết tinh của màng TPS được tăng lên với biopolymers. Giá trị nhiệt độ nóng chảy entanpy cho màng TPS-chitosan/chitin kết quả thấp hơn so với tương ứng với mức kiểm soát TPS. Màng có bề mặt đồng nhất và mịn màng, không có lỗ hỏng và các vết nứt và không có sự chuyển dịch glycerol được chứng minh bằng kính hiển vi điện tử quét. Màng với chitosan / chitin giới màu sắc cao hơn, khả năng hấp thụ tia cực tím và độ mờ đục hơn phim TPS. Bổ sung 10 g chitosan hoặc chitin/100 g tinh bột giảm 35 và 56% khả năng thẩm thấu hơi nước tương ứng. Biopolymers ngoài TPS tăng độ bền kéo và mô đun đàn hồi, và giảm kéo dài đứt. Màng TPS- chitosan giảm S. aureus và E. coli tăng trưởng trong sản phẩm thực phẩm.