Giuliana GORRASI | Projects

INCORPORAZIONE DI LISOZIMA IN BIOMATERIALI PER APPLICAZIONI NEL FOOD PACKAGING

Le tecniche utilizzate per inibire la crescita microbica possono essere suddivise in due categorie:– immobilizzazione di agenti attivi sulla superficie della confezione; in questo caso la confezione per esplicare la sua funzione antimicrobica deve venire a diretto contatto con il microrganismo;– inserimento dell’agente attivo direttamente all’interno del materiale utilizzato per realizzare la confezione; in questo caso la confezione esplica la funzione protettiva quando la sostanza attiva viene rilasciata verso l’alimento per svolgere la sua azione antimicrobica.Negli ultimi decenni i sistemi di rilascio controllato sono stati largamente utilizzati in campo farmaceutico. Essi infatti permettono di rilasciare l’agente attivo contenuto nella matrice polimerica in modo da mantenere la sua concentrazione nel corpo umano all’interno dei limiti terapeutici, per un lungo periodo di tempo. Già da diversi anni vengono studiati sistemi di rilascio controllato anche nel campo degli imballaggi alimentari per riuscire a controllare la velocita di rilascio della sostanza incorporata nella matrice. In tal modo, infatti, si riesce a mantenere la sua concentrazione entro i limiti desiderati e si ottengono cinetiche di rilascio tali da poter rispondere alle cinetiche di degradazione (cioè crescita microbica) responsabili della degradazione del prodotto alimentare confezionato, prolungandole quindi la shelf-life.Tali materiali innovativi vengono realizzati inglobando la sostanza attiva, antimicrobica o antiossidante, all’interno della matrice polimerica attraverso tecniche classiche di lavorazione dei polimeri, quali per esempio l’estrusione piana. Le sostanze attive inserite nell’imballaggio possono esplicare la loro funzione o se poste a diretto contatto con l’alimento oppure se rilasciate nell’alimento o nello spazio di testa della confezione. Tra le varie tecniche proponibili per l’additivazione del film polimerico, va considerato sia l’inserimento diretto della sostanza attiva (ossia nanoparticelle di ossidi di metallo, antimicrobici di origine naturale come ad esempio i politerpeni, ecc.) all’interno della matrice polimerica da processare che la sua veicolazione attraverso particelle inorganiche, quali per esempio alluminosilicati tubulari cavi. L’uso di queste nanostrutture ha l’obiettivo:1. di modulare le cinetiche di rilascio dall’imballo all’alimento;2. di migliorare le performances del materiale in termini di flessibilità e proprietà barriera al vapor d’acqua ed all’ossigeno;3. di sostituire imballaggi multistrato in commercio, con materiali monostrati riciclabili che presentano le stesse proprietà di materiali commerciali multistrati e che sono inoltre riciclabili e più economici.Lo scopo del presente progetto è quello di incorporare il Lisozima, come molecola naturale ad attività antimicrobica e senza modificarne la struttura terziaria e quaternaria, all'interno di silicati naturali a struttura tubolare, quali nanotubi di Halloysite (HNTs). Tali sistemi nano-ibridi verranno utilizzati come carrier della molecola, che costituirà la componente attiva del sistema polimerico nano-composito a rilascio controllato. Le matrici polimeriche che si intende utilizzare saranno poliesteri biodegdadabili, quali acido polilattico (PLA) e policaprolattone (PCL), sottoposti a differenti trattamenti termici e meccanici.Verranno studiati sia la composizione dei materiali nano-compositi, attraverso metodologie che ne analizzino organizzazione strutturale e morfologica, sia le proprietà fisiche (termiche, meccaniche, barriera) dei manufatti, e correlate con lo studio del rilascio controllato del Lisozima in diverse condizioni di pH e di temperatura.