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12. Aug 2022 // Anwendungsgebiete

Verbesserung der aktiven Verpackungsfunktionen von PLA-Filmen

Eine kürzlich durchgeführte Studie befasst sich mit der Entwicklung neuartiger aktiver Polylactid-Verbundfilme für Lebensmittelverpackungen durch den Einbau von Catechol-funktionalisiertem geschichtetem Ton in Chitosan/Polyvinylalkohol-Beschichtungen.
Verschiedenes Obst in Kunststoffschalen als Symbolbild.
Die mehrschichtigen Verbundfilme, die durch wasserbasierte multifunktionale Beschichtungen auf der Oberfläche von PLA-Folien hergestellt wurden, können potenziell in aktiven Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden. 
Bildquelle: sweetlouise - Pixabay (Symbolbild).

Die Verwendung aktiver Verpackungsfilme auf Biopolymerbasis, die die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern können, hat deutlich zugenommen. Verpackungen aus Polylactic (PLA) weisen jedoch eine schlechte Gasbarriere sowie schlechte antibakterielle und UV-Barriere-Eigenschaften auf. Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher eine Beschichtungstechnologie angewandt, um die aktiven Verpackungsfunktionen von PLA-Folien zu verbessern. In dieser Studie wurde, inspiriert durch die hervorragende Haftung und Vielseitigkeit von Catechol-Gruppen auf der Grundlage der Muschelbionik, zunächst ein mit Catechol funktionalisierter geschichteter Ton (LDHs@QUE-Cu) durch Adsorption und Komplexierung des natürlichen aktiven Polyphenols Quercetin (QUE) mit Kupferionen auf der Oberfläche von geschichteten Doppelhydroxiden (LDHs) synthetisiert. Aktive mehrschichtige PLA-Verbundfilme wurden entwickelt, indem LDHs@QUE-Cu (0,5-5 Gew.-%) in Chitosan (CS)/Polyvinylalkohol (PVA)-Beschichtungen eingearbeitet wurden.

Gute Transparenz und mechanische Eigenschaften

Mit der Zugabe von LDHs@QUE-Cu erreichte die maximale antibakterielle Rate gegen Escherichia coli von aktiven PLA-Mehrschichtverbundfilmen 87,8 %. Selbst im Vergleich zur Kontrollprobe (mit reinem PVA beschichtete PLA-Folie) war die Sauerstoffdurchlässigkeit der aktiven mehrschichtigen PLA-Verbundfilme noch um 77,5 % reduziert. Im Vergleich zur PLA-Folie war die UV-Absorption (bei 280 nm) der aktiven PLA-Mehrschichtverbundfolien um bis zu 39,8 % erhöht. Dennoch behielten alle Folien eine gute Transparenz (über 88,0 %) und gute mechanische Eigenschaften. Daher können die mehrschichtigen Verbundfilme, die durch wässrige multifunktionale Beschichtungen auf der Oberfläche von PLA-Folien hergestellt werden, potenziell für aktive Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 170, September 2022, veröffentlicht.

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