Greening industry: case studies of successful sustainable polymer composites

Abstract

Due to increased ecological knowledge about the need to reduce the environmental impact that conventional plastics have on the environment; over the last several decades, more sustainable packages have been developed. The goal of sustainable development is to replace conventional petroleum-based polymers with more environmentally friendly materials for be used in a variety of industrial productions. Valorization of agro-food wastes, biopolymers produced by yeast, algae, or bacterial fermentation, as well as those extracted directly from biomass, such as polysaccharides, proteins, and lipids, have derived in a great interest, especially for food packaging and agricultural films, but despite recent successful developments in bio-based polymers, this topic continue to require more research about potential application on foods. Edible polymers are mainly composed of polysaccharides, proteins and lipids, are nature-based materials, which can be easily consumed by human without any harmful effect on health. Since the attractive features of the edible polymers such as biodegradability and bio-environmental compatibility over non-biodegradable synthetic polymers, these polymers have found wide-spread applications in food industry. This review mainly focus on the diversification of different sources of edible polymeric materials and applications as biofilms/coating technologies for foods preservation, active food packaging and functional food coating that are the main motivation for developing composites from polysaccharides, proteins and lipids, and these topics are discussed under the diverse application profile of novel edible composites coatings and films. Exploring new sources of edible polymers, incorporation of active components, nutrients and prebiotic and probiotic compounds allows to extend the shelf life, safety and functional properties of different food products.

Debido al mayor conocimiento ecológico sobre la necesidad de reducir el impacto ambiental que los plásticos convencionales tienen en el medio ambiente; En las últimas décadas, se han desarrollado envases más sostenibles. El objetivo del desarrollo sostenible es reemplazar los polímeros convencionales a base de petróleo con materiales más respetuosos con el medio ambiente para su uso en una variedad de producciones industriales. La valorización de residuos agroalimentarios, biopolímeros producidos por levaduras, algas o fermentación bacteriana, así como los extraídos directamente de la biomasa, como polisacáridos, proteínas y lípidos, han generado un gran interés, especialmente para el envasado de alimentos y películas agrícolas, pero a pesar de los recientes desarrollos exitosos en polímeros de base biológica, este tema continúa requiriendo más investigación sobre su posible aplicación en alimentos. Los polímeros comestibles están compuestos principalmente de polisacáridos, proteínas y lípidos, son materiales de origen natural, que pueden ser fácilmente consumidos por el ser humano sin ningún efecto nocivo para la salud. Debido a las características atractivas de los polímeros comestibles, como la biodegradabilidad y la compatibilidad bioambiental con los polímeros sintéticos no biodegradables, estos polímeros han encontrado amplias aplicaciones en la industria alimentaria. Esta revisión se centra principalmente en la diversificación de diferentes fuentes de materiales poliméricos comestibles y aplicaciones como biopelículas/tecnologías de recubrimiento para la conservación de alimentos, envasado activo de alimentos y recubrimiento funcional de alimentos que son la principal motivación para desarrollar compuestos a partir de polisacáridos, proteínas y lípidos, y estos temas se discuten bajo el perfil de aplicación diverso de nuevos recubrimientos y películas de compuestos comestibles. La exploración de nuevas fuentes de polímeros comestibles, la incorporación de componentes activos, nutrientes y compuestos prebióticos y probióticos permite extender la vida útil, la seguridad y las propiedades funcionales de diferentes productos alimenticios.