Chế tạo thành công màng bọc thực phẩm phân hủy sinh học thân thiện môi trường

Mới đây, các nhà khoa học Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã chế tạo thành công màng bảo quản thực phẩm phân hủy sinh học sử dụng chiết xuất polyphenol giàu hoạt tính sinh học từ hạt nhãn, kết hợp các phụ gia hữu cơ, để tạo ra màng phân hủy sinh học. Nghiên cứu mở ra triển vọng cho các giải pháp bảo quản thực phẩm bền vững và thân thiện với môi trường, góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm do bao bì nhựa.

Vật liệu đóng gói đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo quản và phân phối thực phẩm. Hiện nay, polymer tổng hợp được sử dụng rộng rãi nhờ vào tính chất cơ học cao, khả năng thấm khí thấp và chi phí hợp lý. Tuy nhiên, những vật liệu này gây ra nhiều vấn đề về môi trường, dẫn đến nhu cầu cấp thiết về các nguyên liệu thiên nhiên có khả năng phân hủy sinh học.

Các vật liệu như cellulose, tinh bột, chitosan và alginate ngày càng trở nên phổ biến, với cellulose nổi bật nhờ vào độ bền cao và ứng dụng đa dạng.

TS. Lê Thị Mỹ Hạnh và nhóm nghiên cứu làm việc tại Khoa Hóa học, Đại học Quốc gia Belarus

Mặc dù màng bảo quản chủ yếu được làm từ chitosan hoặc alginate nhưng nghiên cứu về màng từ cellulose vẫn còn hạn chế. Các nghiên cứu trước đây chưa kết hợp được ưu điểm của polymer thiên nhiên với polyphenol kháng khuẩn, dẫn đến thời gian bảo quản sản phẩm chưa đáp ứng đủ nhu cầu, đặc biệt cho xuất khẩu. Hơn nữa, quy trình sản xuất phức tạp và chi phí cao làm giảm khả năng tiếp cận thị trường.

Nhãn là loại trái cây phổ biến ở Việt Nam, nhưng phần vỏ và hạt thường bị bỏ đi, chiếm khoảng 30% trọng lượng của trái. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng hạt nhãn chứa nhiều hoạt chất quý, bao gồm polyphenols như acid gallic và acid ellagic. Do đó, việc chế tạo màng bảo quản từ cellulose acetate kết hợp với polyphenol chiết xuất từ hạt nhãn có ý nghĩa cả về mặt khoa học và thực tiễn.

Nhóm nhà khoa học thuộc Viện Kỹ thuật nhiệt đới do Tiến sĩ Lê Thị Mỹ Hạnh làm trưởng nhóm đã hợp tác với nhóm nghiên cứu tại khoa Hóa học, Trường Đại học Quốc gia Belarus chiết xuất được polyphenols từ bột hạt nhãn và chế tạo thành công màng vật liệu cellulose acetate/dịch chiết nhãn (CA/DC).

Tiến sĩ Lê Thị Mỹ Hạnh cho biết, màng vật liệu từ CA/DC ở tỷ lệ CA/DC-10/1,5 (v/v) (CAD1,5) cho các tính chất cơ lý, tính chất nhiệt tốt nhất và thể hiện hoạt tính kháng khuẩn E.coli... Thử nghiệm bảo quản quả nhãn bằng màng CAD 1,5 trong 8 ngày ở điều kiện nhiệt độ môi trường đạt kết quả tốt. Cellulose acetate là vật liệu có tiềm năng ứng dụng làm màng bảo quản thực phẩm thay thế cho các vật liệu nhựa tổng hợp. Đặc biệt, khi bổ sung thêm các polyphenols hoặc một số nano vô cơ sẽ tăng khả năng kháng khuẩn, chống ô xy hóa cho vật liệu.

Quy trình chế tạo màng vật liệu CA/DC cho thấy CA có tiềm năng ứng dụng làm màng bảo quản thực phẩm thay thế cho nhựa tổng hợp. Đặc biệt, khi bổ sung polyphenols hoặc nano vô cơ như nano Ag, khả năng kháng khuẩn và chống oxi hóa của vật liệu sẽ được nâng cao. Việc tái sử dụng hạt nhãn, một phụ phẩm nông nghiệp, làm nguyên liệu chiết xuất polyphenol không chỉ góp phần nâng cao giá trị của loại vật liệu này mà còn hỗ trợ bảo vệ môi trường. Với giá thành thấp, không độc hại và khả năng tái tạo cao, cellulose hứa hẹn sẽ trở thành vật liệu chính trong ngành công nghiệp bao gói và bảo quản thực phẩm, đồng thời thúc đẩy phát triển công nghệ xanh và bền vững.

Khánh Mai