Development Of Food Packaging Films Based On Natural Materials

As the UNDP’s 2030 sustainable development goals suggest, food waste utilization is one of the important research topics as well as the improvement of food and foodstuff. Food packaging is the primal factor that ensures food quality and safety for consumers. It protects food from contamination and allows consumers to reach high-quality foods as long as the shelf-life allows. However since plastic, a common petroleum product, is the main source of packaging today, the consumption of plastic is reaching frightening levels with the increase in food consumption. Therefore the development of sustainable packaging solutions is fundamental for the better utilization of waste and the improvement of the environment and public health. From this perspective, the thesis provides insight into the development of sustainable packaging films for food products using common waste material from the starch industry: gluten. The thesis aims to create a deeper understanding of gluten protein’s ability to form amyloid fibrils, their characterizations, and the ability of gluten-based amyloid fibrils to form packaging films for food and foodstuff. For this purpose, gluten is hydrolyzed and its fabrication is achieved through incubation under controlled conditions. Incubated gluten yields amyloid fibrils which can be used as building blocks for bio-based films. These formed amyloid fibrils are detected using the Thioflavin T (ThT) assay. Development of amyloid fibril-based films was carried out using PVA and glycerol. Further characterization of those films was performed. Amyloid fibrils have been investigated widely in available literature however amyloid fibrils sourced from plant proteins still require deeper understanding.

Come suggeriscono gli obiettivi di sviluppo sostenibile 2030 del Programma delle Nazioni Unite per lo Sviluppo (UNDP), l'utilizzo dei rifiuti è uno dei temi di ricerca più importanti per il miglioramento degli alimenti e dei prodotti alimentari. L'imballaggio degli alimenti è il fattore primario che ne garantisce la qualità e la sicurezza per i consumatori. Protegge gli alimenti da contaminazioni esterne e permette ai consumatori di avere a disposizione alimenti di alta qualità per tutta la vita a scaffale. Tuttavia, principale costituente degli imballaggi è la plastica, la quale attualmente rappresenta una delle maggiori fonti di inquinamento. Pertanto, lo sviluppo di soluzioni di imballaggio sostenibili è fundalmentale per migliorare l’impatto ambientale, lo smaltimento dei rifiuti e conseguentemente salute pubblica. Da questo punto di vista, la tesi fornisce indicazioni sullo sviluppo di pellicole di imballaggio sostenibili per i prodotti alimentari utilizzando i comuni materiali di scarto dell'industria dell'amido: il glutine. La tesi si propone di approfondire la capacità della proteina del glutine di formare fibrille amiloidi, la loro caratterizzazione ed infine la possibilità delle fibrille amiloidi a base di glutine di formare film di imballaggio per alimenti e prodotti alimentari. Nell'ambito della ricerca, il glutine viene idrolizzato e fabbricato tramite incubazione in condizioni controllate. Il glutine in queste condizioni produce fibrille amiloidi che possono essere utilizzate come elementi costitutivi per film a base biologica. La loro formazione è stata rilevata con il test della tioflavina T (ThT) e lo sviluppo deli film è stato effettuato utilizzando PVA e glicerolo. È stata quindi un’accurata caratterizzazione dei film formatisi. Le fibrille amiloidi sono state ampiamente studiate nella letteratura disponibile, ma quelle derivate da proteine vegetali richiedono ancora una comprensione più approfondita.