Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Livsmedelsförpackningar är ett område som har stor utvecklingspotential eftersom både konsumtionen och produktionen av plast har ökat sedan 50-talet. Trots att vi vet att konventionella plastmaterial framställs av råmaterialet petroleum, en icke förnybar och uttömbar källa. Förpackningsindustrin står för den största andelen plast. Det växande intresset för miljövänliga förpackningar från konsumenter och företag samt nya miljömål ger anledning till ökad forskning inom området. Syftet med detta arbete är att undersöka vad proteiner kan användas till inom området för livsmedelsförpackningar med fokus på mjölkproteinerna och undersöka vilka funktioner det kan komma att ha på marknaden. Proteinbaserat material kan användas som filmer och beläggningar för livsmedel. Protein är en polymer som ger tåliga filmer med god permeabilitet mot gaser och vattenånga. Proteinernas stora variation av funktionella grupper ger många möjligheter för olika kemiska reaktioner och gör det möjligt att modifiera deras egenskaper som filmer. Denna litteraturstudie utgår från frågeställningen om lämpliga egenskaper hos vassle och kasein som förpackningsmaterial med påföljande frågor kring deras för- och nackdelar. Vidare undersöktes möjliga hinder för att uppnå passande egenskaper för förpackningsmaterial. Filmer baserade på vassle eller kasein har goda gas- och syrebarriärer, dock tenderar kasein att ha bättre dragegenskaper samt lägre syrepermeabilitet och vattenångapermeabilitet. Mjölkproteinerna drar fördelar av sina karaktäristiska egenskaper såsom transparens, smak- och luktlöshet. Många proteiner kan uppvisa antioxidativa effekter, denna egenskap innehar till exempel vassleprotein. I filmer/beläggningar kan bioaktiva ämnen (t ex. antioxidanter och vitaminer) tillsättas i syfte att förlänga hållbarheten och färgen hos livsmedelsprodukter. Slutligen behandlas frågeställningen kring vilka fördelar ett förpackningsmaterial bestående av en blandning av olika biopolymerer besitter. Beroende på vilka egenskaper de ingående komponenterna besitter, kan egenskaperna förbättras och nya tillkomma. Tillsatsen av en polysackarid till en proteinlösning ger starkare och mer flexibla filmer med högre fuktbarriär. Proteinlösningar som utsätts för olika typer av fysiska- och kemiska behandlingar kan få förbättrade egenskaper. Proteinbaserade filmer av vassle och kasein har stor potential till att förlänga hållbarheten hos livsmedel och därmed ersätta och komplettera konventionell plast.

Food packaging is an area that has great potential for development as the consump-tion and production of plastic has increased since the 1950s. Although we know that conventional plastic materials are made from petroleum, a non-renewable and ex-haustible source. The packaging industry represents the largest proportion of plastics. The growing interest in eco-friendly packaging from consumers and companies as well as new environment targets give rise to increased research in the area. The pur-pose of this work was to find out what can be achieved with proteins in the field of food packaging, focusing on milk proteins, and see what features it may have on the market. Protein-based material can be used as films and coatings for food. Protein is a polymer that delivers durable films that have good permeability to gases and water vapour. The wide variety of functional groups of proteins gives many opportunities for different chemical reactions and makes it possible to modify their properties as edible films. This literature study was based on the question of suitable properties of whey and casein as packaging materials, with the following questions about their pros and cons as well as the difficulties in achieving the appropriate properties of packag-ing materials. Films based on whey and casein have good gas and oxygen barriers, however casein seems to have better oxygen- and water vapour barriers as well as tensile properties. The milk proteins benefit greatly from their characteristic proper-ties such as transparency, and the absence of odour and taste Many proteins have antioxidative effects, for example whey protein. In films/coatings bioactive sub-stances (e.g. antioxidants and vitamins) can be added in order to extend the durability and the colour of food products. Finally, the question was asked about what ad-vantages a packaging material consisting of a mixture of different polymers pos-sesses. Depending on the characteristics of the components in the mixture, the prop-erties can be improved, and new ones added. The addition of a polysaccharide to a protein solution provides stronger and more flexible films with a higher moisture barrier. Film solutions exposed to different types of physical- and chemical treat-ments may have improved properties. Protein-based films of whey and casein have great potential to extend the durability of food and thereby replace and act as a sup-plement to conventional plastics.