Gıda ambalajlama uygulamaları, farklı gıda ürünleri için uygun ambalaj materyali ve paketleme teknolojisinin seçimini sağlayarak, gıdaların raf ömrünü arttırmaya yardımcı
olmakta ve raf ömrü süresince gıdaların kalitesinin ve tazeliğinin en iyi şekilde korunmasına olanak vermektedir.
Günümüzde, fosil yakıtlardan elde edilen ve biyo-bozunur özellikte olmayan petrokimyasalbazlı plastik ambalaj materyallerinin gıda ambalaj endüstrisinde de en büyük paya sahiptir. Ancak çevreyle ilgili artan endişeler, doğal kaynakların giderek azalması ve son yıllarda,tüketicilerin daha kaliteli gıda tüketme yönündeki artan talebi ile, biyo-bozunur polimerlerin (biyopolimerler) ambalaj materyali olarak kullanımı önem kazanmaktadır. Bu nedenle, biyobozunur özellikte olan ve tarımsal ürünler gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen polimerlerin, gıda ambalajlamada diğer polimerlere alternatif olarak geliştirilmeleri konusunda araştırmalar yoğun şekilde süre gelmektedir.
Biyo-bazlı ambalajların, geleneksel ambalajlarda olduğu gibi, gıdayı içerme, koruma, duyusal kalitesinin ve güvenliğinin devamlılığını sağlama, tüketiciye gerekli olan bilgileri aktarma görevlerini yerine getirmesi şarttır. Ancak doğal biyopolimerlerin, nispeten zayıf olan nem ve gaz bariyer özellikleri ve mekaniksel dayanıklılıkları, gıda ambalajlama uygulamalarında kullanımlarını önemli ölçüde sınırlandırmaktadır. Bu nedenle, bu biyopolimer-bazlı filmlerin, geleneksel termoplastikler ile tam olarak rekabet edebilmesi için, zayıf yönlerinin iyileştirilmesi şarttır.
Son yıllarda, hibrit organik-inorganik sistemler olarak tanımlanan ve en az bir boyutu nanometre ölçeğinde olan bileşenler içeren polimer nanokompozitler, polimer ve malzeme bilimi alanlarında üzerinde en yoğun olarak çalışılan araştırma konusu olarak karşımıza çıkmaktadır. Nanokompozitler, polimer matrikslerinin içine, düşük miktarlarda (kütlece, <%10), P sınıflandırılmaktadır.< olarak partiküller nanotüpleri) (karbon iğnemsi (iii) veya (silis) küresel (ii) (kil), katmanlı (i) göre, şekillerine materyalleri, nano-dolgu İnorganik materyallerdir. yeni olan sahip özelliklere iyileştirilmiş şekilde bir etkin sayede, bu ve edilen elde edilmesiyle dahil materyallerinin dolgu inorganik nano-boyutlu>
Nanokompozit malzemeler alanında elde edilen gelişmeler ve gıda ambalajlamada, çevredostu, gıda raf ömrünü arttıran ve raf ömrü boyunca gıdanın kalitesi ve güvenliğini en iyi şekilde koruyup sağlayan ambalaj malzemesi arayışının giderek artması, nano-biyokompozitmalzemelerin geliştirilmesine öncülük etmiştir. Nano-biyokompozitler, bitkisel veya hayvansal kaynaklı polisakkaritler, proteinler, lipidler, vb. biyopolimer matrikslerin içerisine,nanopartiküllerin, dolgu malzemesi olarak dahil edilmesiyle elde edilen nano-hibrit biyokompozitlerdir. Biyopolimerlerin içerisine genellikle, katmanlı silikat nano-partiküller, kütlece % 1 – 5 oranlarında, dolgu malzemesi olarak eklenmekte ve bu şekilde elde edilen nano-biyokompozit materyalin, biyobozunur olma özelliği korunurken ambalaj malzemesi olarak kullanımını sınırlandıran zayıf yönleri iyileştiriltirilmektedir. Örneğin düşük gaz ve sıvı geçirgenliği, yüksek solvent direnci, yüksek ısıl stabilite, gelişmiş mekanik özelliklere sahip olması sağlanmaktadır.
Gıda ambalaj endüstrisinde, yenilebilir filmler ve nanokompozitler olarak adlandırılan, iki önemli disiplin arasında bir arayüzey görevi gören biyo-bazlı nanokompozitler, iyileştirilen ve geliştirilen özellikleri ile, taze meyve-sebzelerde solunumu kontrol altında tutarak; taze, dondurulmuş ve işlenmiş olarak tüketime sunulan kırmızı ve beyaz et ile deniz ürünleri, atıştırmalık ürünler , hububat ürünleri, süt ürünleri ve içeceklerde ise, ürünün özelliklerine bağlı olarak, nem kaybını yavaşlatarak, lipid oksidasyonu ve renk bozulmalarını azaltarak, ürün görünüşünü iyileştirerek raf ömrünü arttırabilmektedir. Bunun yanında, biyopolimer filmler, antioksidanlar, antifungal ajanlar, antimikrobiyaller, renklendiriciler, tatlandırıcılar, vitaminler gibi çok çeşitli gıda katkı maddelerinin dahil edilmesi için de son derece uygunlardır. Öte yandan, nano-biyokompozit materyalin dolgu bileşeni olan inorganik nanopartiküllerin sözü edilen katkı maddelerinin taşınması, stabilize edilmesi ve kontrollü serbest bırakımında kullanılabileceği, geliştirilen yeni düşüncüler arasında yer almaktadır. Bu yaklaşım sayesinde, katkı maddelerinin, doğrudan gıdanın içine veya yüzeyine dahil edilmesi durumunda karşılaşılan en büyük sorun olan gıda bileşenleri tarafından inaktivasyonu problemi çözülebilecek ve kontrollü serbest bırakım mekanizması sayesinde de, katkı maddesinin, ihtiyaç duyulduğu takdirde ve ihtiyaç duyulan oranda kullanımının sağlanması ile gıdaların raf ömürleri önemli ölçüde arttırılabilecektir. Bir diğer yaklaşım ile de, biyobozunur nanokompozit filmlerin, çok katmanlı gıda ambalajlarının katmanlarından biri olarak tasarlanmasıdır.
Özellikle plastik matrislere nanotaneciklerin yerleştirilmesi ile nispeten basit alternatifler yaratılması çok geniş bir alana yayılmaktadır. Avrupa Komisyonu tarafından 2015 yılına
kadar 750 milyar ile 2000 milyar Avro pazar değerine ulaşması beklenen nanoteknoloji araştırmaları için ayrılan pay her geçen gün büyümektedir.
Prof.Dr. Dilek Boyacıoğlu
İTÜ Gıda Mühendisliği Bölüm Başkanı
