Transcript DEZVOLTAREA DE NOI PRODUSE ECOLOGICE ŞI

DEZVOLTAREA DE NOI
PRODUSE ECOLOGICE ŞI
BIODEGRADABILE
DESTINATE AMBALAJELOR
PENTRU PRODUSELE
ALIMENTARE
CNCSIS-UEFISCSU, PN-II-RU-PD
463/2010
DIRECTOR PROIECT
Dr. IRINA ELENA RASCHIP
Autoritatea contractanta:
Unitatea Executiva pentru Finantarea
Invatamantului Superior si a Cercetarii
Stiintifice Universitare
Contractor:
Institutul de Chimie Macromoleculara
"Petru Poni" Iasi
Durata proiect: 2010 - 2012
SCOP
 - obtinerea de noi filme active de ambalare,
biodegradabile, cu utilizari in industria alimentara.
 Filmele vor fi preparate din xantan si lignina,
urmarindu-se combinarea caracteristicilor unice ale
celor doi polimerii naturali. Calitatile de agent de
ingrosare, emulgator, stabilizator, sau de formare de
filme, cumulate cu posibilitatea de utilizare in domenii
variate (industria alimentara, cosmetica si a
medicamentelor)
au
determinat
selectarea
polizaharidei xantan pentru realizarea acestui studiu.
 Lignina prezinta structura polifenolica si proprietati de
antioxidant,
stabilizator
si
antimicrobiene.
Incorporarea xantanului este de asteptat sa conduca la
cresterea
stabilitatii
termice,
hidrofiliei,
biocompatibilitatii, biodegradabilitatii, a filmelor de
impachetare.
 - dezvoltarea unei cariere profesionale durabile a
directorului de proiect in domeniul obtinerii de filme
bioactive si biodegradabile
Planul de lucru. Obiective si activitati
pentru Etapa I - 2010








1. Aprecierea evoluţiei pe plan mondial a ambalajelor
bioactive, şi a tehnologiilor de obţinere a acestora
1.1. Studierea standardelor UE în domeniu
1.2. Studiu de documentare privind evoluţia până în prezent a
utilizării filmelor de ambalare
1.3.Documentarea la zi în literatura de specialitate privind
utilizarea polizaharidelor în obţinerea filmelor pentru protecţia
alimentelor
2. Prepararea materialelor de împachetare netoxice,
funcţionale, bioactive pentru acoperirea alimentelor
2.1. Studiu documentar privind modificarea proprietăţilor unor
polimeri naturali de uz alimentar prin asociere cu xantanul
2.2. Studiu bibliografic privind biocompatibilitatea sistemelor
polimere (polizaharida/polimer natural) în vederea obţinerii de
filme pentru ambalare
2.3. Studiu experimental privind selectarea polimerilor naturali
implicaţi în obţinerea filmelor ce lungesc perioada vieţii de
raft şi menţin calitatea produselor
Rezultate obtinute
 Pe baza rezultatelor obtinute in cadrul etapei 2010,
urmatoarele lucrari stiintifice au fost elaborate sau
prezentate
la
manifestari
stiintifice:
 Prezentarea lucrarii “Characterization of xanthan/lignin
films and their potential application in food industry”, autori:
I. E. Răschip, E. G. Hitruc, A. M. Oprea, C. Vasile, la
conferinţa “The 11th International Chemistry Conference
and Exhibition in Africa (11 ICCA)”, Luxor, Egipt, Noiembrie
2010;
 Lucrarea
“Semiinterpenetrating
polymer
networks
containing polysaccharides. II. A spectral and thermal
characterization”, autori: I. E. Raschip, E. G. Hitruc, C.
Vasile, High Performance Polymer, 23(3), 219-229, 2011;
 Capitol de carte: “Xantan in acoperiri sau filme pentru
ambalarea alimentelor”, autori: I. E. Raschip, in Noi
ambalaje polimerice pentru alimente, Eds. C. Vasile, C.N.
Cheaburu, Ed. Pim, p. 131-149, 2010.
Planul de lucru. Obiective si activitati
pentru Etapa - 2011
 1. Elaborarea de procedee fizice şi chimice pentru obţinerea de bioambalaje
care au ca rezultat menţinerea calităţii alimentelor
 1.1. Definirea şi caracterizarea xantanului şi a antioxidanţilor utilizaţi la
obţinerea de bioambalaje active
 1.2. Procedee optime de preparare şi solubilizare a filmelor active de
împachetare – scheme de preparare, metode de dozare a componenţilor
 1.3. Obţinerea în laborator a unor filme sau materiale de acoperire între xantan
şi polimeri naturali de tip lignine în vederea aplicării acestora în industria
alimentară
 2. Testarea în vitro a bioambalajelor obtinute in Etapa I
 2.1. Determinarea stabilităţii filmelor antioxidante – antimicrobiene
 2.2. Caracterizarea valabilităţii filmelor bioactive stabile termodinamic prin
teste de stres (tratament termic – încălzire, umiditate, modificări de pH, nivel
de oxigen)
 2.3. Întocmire raport de cercetare
 3. Dezvoltarea de noi soluţii pentru controlul calităţii alimentelor prin utilizare
de acoperiri bioactive
 3.1. Stabilirea relatiilor de interdependenta, caracteristici aliment/film de
acoperire/ambalaj
 3.2. Stabilirea structurii activităţii ecologice de implementare a noţiunii de
ambalaj bioactiv
 3.3. Selectarea corectă a materialelor şi a tehnologiilor de împachetare în
vederea menţinerii calităţii şi a prospeţimii produselor alimentare
 3.4. Stabilirea calităţii filmelor bioactive noi obţinute prin metode IR
Rezultate obtinute
 Pe baza rezultatelor obtinute in cadrul etapei 2011,
urmatoarele lucrari stiintifice au fost elaborate sau
prezentate la manifestari stiintifice:
 Prezentarea lucrarii “In vitro evaluation of the mixed
xanthan/lignin hydrogels as vanillin carriers”, autori: I. E.
Raschip, E. G. Hitruc, A. M. Oprea, M.-C. Popescu, C.
Vasile la manifestarea Polysaccharides as source of
advanced and sustainable products, 2nd International
Polysaccharide Conference, August 29 - September 2,
2011 Wageningen, The Netherlands;
 Lucrare publicata: I. E. Raschip, E. G. Hitruc, A. M.
Oprea, M.-C. Popescu, C. Vasile, IN VITRO
EVALUATION OF THE MIXED XANTHAN/LIGNIN
HYDROGELS AS VANILLIN CARRIERS, Journal of
Molecular Structure 1003 (2011) 67–74.
Planul de lucru. Obiective si activitati
pentru Etapa finala - 2012
 1. Evaluarea funcţionalităţii, biocompatibilităţii şi efectul asupra alimentelor a
noilor materiale propuse
 1.1. Caracterizarea structurală şi fizico-chimică a filmelor obţinute prin metode
specifice: compoziţie, solubilitate, viscozitate, densitate, tensiune superficială
 1.2. Evaluarea modului în care variaţia condiţiilor chimice şi fizice (pH,
temperatură, timp) pot afecta aceste proprietăţi
 1.3. Caracterizarea filmelor xantan – lignină ce se intenţionează a fi utilizate în
acoperiri: proprietăţi mecanice, grosime, solubilitate
 1.4. Investigarea morfologiei suprafeţelor filmelor obţinute prin metode de
microscopie optică şi electronică, unghi de contact
 1.5. Analiza proprietăţilor mecanice şi fizico-chimice ale materialelor de
acoperire prin metode spectrometrice, termogravimetrice şi calorimetrie
 1.6. Testarea „in vitro” a filmelor bioactive noi obţinute
 1.7. Buletin de analiză pe baza testării filmelor bioactive
 2. Evaluarea economica si ecologica a tehnologiei de ansamblu
 2.1. Estimarea impactului de mediu privind înlocuirea materialelor de
împachetare convenţionale cu filme biodegradabile
 2.2. Estimări ale impactului tehnic, economic, social şi de mediu pentru cele mai
eficiente procese de acoperire
 3. Elaborare proces tehnologic de obţinere filme bioactive – brevetare
rezultate
 3.1. Elaborare tehnologie de obţinere filme bioactive, caracterizare fizicochimică şi mecanică a produselor finale
Rezultate obtinute
 Pe baza rezultatelor obtinute in cadrul etapei 2012, urmatoarele lucrari
stiintifice au fost elaborate sau prezentate la manifestari stiintifice:
 Prezentare lucrare “The importance of the crosslinking agent in obtaining
new xanthan/lignin hydrogel formulations for food industry applications”,
autori: I. E. Răschip, C. M. Popescu, C. Vasile la manifestarea stiintifica:
International Conference of Young Chemists, Amman, Jordan, 6 - 12
Aprilie 2012;
 Prezentare lucrare “Effect of lignin type on xanthan/lignin hydrogels
properties and their applicability in food industry”, autori: I. E. Răschip, C.
Vasile, la manifestarea stiintifica 14th International Conference on
Organized Molecular Films, ICOMF 14, Paris, France, 10 – 13 Iulie 2012;
 Lucrare trimisa spre publicare: “Effect of lignin type on xanthan/lignin
hydrogels properties”, I. E. Raschip, M. C. Popescu, E. G. Hitruc, C.
Vasile, J. Macromol. Sci. Part B. Phys.;
 Cerere brevet national “PROCEDEU DE OBŢINERE A NOI
HIDROGELURI SUPERABSORBANTE PE BAZĂ DE XANTAN ŞI
LIGNINĂ DIN PLANTE ANUALE CU APLICABILITATE ÎN MEDICINĂ ŞI
INDUSTRIA ALIMENTARĂ”, autori: I. E. Raschip, C. Vasile, nr. OSIM
A/00454 din 20.06.2012.