Latest trends in sustainable food packaging films

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Júnior, Edilson Galdino Santos Silva
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/54517
Resumo: Tese de mestrado, Qualidade Alimentar e Saúde, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia
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spelling Latest trends in sustainable food packaging filmsFood packaging3D PrintingPlasticBiopolymerFilmsTeses de mestrado -2021Ciências da SaúdeTese de mestrado, Qualidade Alimentar e Saúde, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de FarmáciaA embalagem alimentar é atualmente a melhor forma de proteger os alimentos ao longo de toda a cadeia de abastecimento até ao consumidor, especialmente quando se trata de alimentos frescos. A sua utilização permite uma maior protecção contra danos físicos, deterioração e contaminação, para além de aumentar o tempo de conservação dos alimentos. Contudo, o sistema convencional de acondicionamento ainda coloca alguns problemas à indústria alimentar, como o desperdício de alimentos e a produção excessiva de plástico. O desperdício de alimentos é um problema causado por diversos factores (por exemplo, produção excessiva, contaminação e deterioração por microrganismos) e tem um impacto directo na economia e no ambiente. Além disso, o plástico é um dos materiais mais comumente utilizados em material de condicionamento alimentar, utilizado para proteger e prolongar o prazo de validade dos alimentos. Contudo, ao considerar a quantidade de plástico produzido pela sua indústria para atender às exigências atuais e ao seu impacto sobre o ambiente, encontramos uma relação não sustentável. Além disso, as embalagens convencionais de plástico não têm qualquer efeito na redução da contaminação por microrganismos. Tendo em conta o que foi anteriormente mencionado, um dos objectivos deste trabalho é discutir as recentes descobertas no desenvolvimento de películas de base biológica para embalagens alimentares, com potencial para substituir as películas convencionais à base de petróleo. Outro objetivo deste trabalho é explorar a potencial aplicação de tecnologias de manufatura aditiva, também conhecidas como "impressão 3D", e procurar avanços na produção de matéria-prima de origem biológica, e com potencial de aplicação no desenvolvimento de películas sustentáveis para acondicionamento alimentar. Para tal, foi realizada uma extensa revisão da literatura a fim de encontrar progressos nas áreas acima mencionadas. Pelos resultados, concluiu-se que existe uma diversidade de polímeros de origem natural, também conhecidos como “biopolímeros”, que são promissores no desenvolvimento de embalagens alimentares sustentáveis. Entre os polímeros de origem natural encontrados, destacam-se o quitosano, o ácido poliláctico, a celulose e derivados, o amido, as gomas e os polihidroxialcanos, que podem ser utilizados, de forma individual ou como mistura, para produzir películas de acondicionamento alimentar por diferentes metodologias. Além dos polímeros mencionados, destaca-se também o uso de compostos de origem natural, e. g. extratos naturais e óleos essenciais, que em conjunto com os biopolímeros, permitem o desenvolvimento de formulações de embalagens não apenas biodegradáveis e sustentáveis, mas também com propriedades ativas, tais como: atividade antibacteriana, antioxidante, sensibilidade às mudanças de pH e resistência à radiação ultravioleta. De forma semelhante, foram também encontrados progressos significativos na produção de matérias-primas à base de biopolímeros para as tecnologias de manufatura aditiva, assim como material de acondicionamento alimentar inovador produzido por esta tecnologia. Apesar dos poucos estudos encontrados, diretamente relacionados com a produção de embalagens alimentar, os resultados mostram que esta tecnologia pode de facto contribuir para avanços nesta área, sendo capaz de produzir filmes e outros materiais de acondicionamento alimentar de origem natural de forma mais eficiente que os métodos convencionais, otimizando assim o carácter “inteligente” e ativo da embalagem alimentar. No entanto, a falta de estudos sobre a utilização da impressão 3D, em conjunto com biopolímeros, na produção de filmes de acondicionamento alimentar sugere que esta tecnologia inovadora tem sido muito pouco explorada neste campo. Alguns factores que podem explicar a escassez de pesquisa nesta área incluem os elevados custos associados às tecnologias de manufactura aditiva, a falta de compatibilidade das tecnologias com os materiais de origem natural e a necessidade de desenvolver um número superior de misturas/formulações de biopolímeros com não só uma boa capacidade de impressão, mas também com propriedades que satisfaçam os critérios necessários para actuar como material de embalagem de alimentos. Considerando o progresso no desenvolvimento de matérias-primas naturais para a manufactura aditiva, bem como o seu potencial, é provável que no futuro esta tecnologia seja mais amplamente empregue no campo da embalagem de alimentos nomeadamente de filmes, o que poderá traduzir-se, juntamente como os crescentes avanços na produção de embalagens sustentáveis e inteligentes, não apenas numa redução na produção de plástico de origem fóssil, mas também a um consumo alimentar mais seguro.Food packaging is the best way to protect food while it moves through the entire supply chain to the consumer. It protects food against physical damage, spoilage, and contamination, in addition to increasing food shelf life. However, the conventional food packaging system still poses some problems to food industry, including food wastage and excessive plastic production. Food wastage is an issue caused by diverse factors (e.g., overproduction, contamination, and spoilage by microorganisms) and has direct impact on the economy and on the environment. Plastic is one of the conventional and most common food packaging materials used to protect and extent the shelf life of food. However, when considering the amount of plastic produced by its industry to attend the actual demands and its impact on the environment, we find a non-sustainable relationship. Additionally, conventional plastic packaging has no effect in reducing contamination by microorganisms. Considering the overhead mentioned, one of the aims of this thesis was to examine recent findings on the development of bio-based alternative food packaging films with potential to replace the conventional petroleum-based food packages. Additionally, another goal of this work was to explore the additive manufacturing technologies (AM), also known as “3D printing”, and look for advances on bio-based feedstock with potential application on the development of sustainable bio-based films for food packaging. For that, an extensive literature revision was conducted in order to find progress on the above-mentioned areas. By the findings, it was concluded that there is plethora of alternative bio-based films with potential as sustainable and active food packaging material. Among the polymers of natural origin, we highlight chitosan, polylactic acid, cellulose and derivatives, starch, gums and polyhydroxyalkanes, all of which can be used, along with natural compounds (e.g., natural extracts, essential oils), for the production of active and sustainable films intended for food packaging applications. In a similar way, progress on biopolymer-based feedstock for AM was also found, as well as innovative food packaging materials produced by this technology. However, the lack of studies regarding the usage of AM in conjunction with biopolymers in the production of bio-base films suggests that this technology has barely been explored in this field. Some factors that may explain that include the high costs of AM technologies and the lack of biopolymer formulations with only good printability and with properties that meet the necessary criteria to act as food packaging material. Considering the progress on the development of natural-based feedstock for AM, as well as its potentiality, it is likely possible that in the future this technology will be more widely employed in the food packaging field, which can lead, along with the advances in bio-based active films, to not only to a reduction in plastic production, but also to a safer food consumption.Com o patrocínio da Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa.Silva, Isabel Alexandra Caldeira Ribeiro Monge daBettencourt, Ana Francisca de Campos SimãoRepositório da Universidade de LisboaJúnior, Edilson Galdino Santos Silva2021-12-212021-10-292024-12-21T00:00:00Z2021-12-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/54517TID:203014898enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:00:56Zoai:repositorio.ul.pt:10451/54517Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:05:20.090210Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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