DEZVOLTAREA DE NOI PRODUSE ECOLOGICE ŞI BIODEGRADABILE DESTINATE AMBALAJELOR PENTRU PRODUSELE ALIMENTARE

1. DEZVOLTAREA DE NOI PRODUSE ECOLOGICE ŞI BIODEGRADABILE DESTINATE AMBALAJELOR PENTRU PRODUSELE ALIMENTARE CNCSIS-UEFISCSU, PN-II-RU-PD 463/2010 DIRECTOR PROIECT Dr. IRINA ELENA RASCHIP

2. Autoritatea contractanta: • Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior si a Cercetarii Stiintifice Universitare • Contractor: • Institutul de Chimie Macromoleculara "Petru Poni" Iasi • Durata proiect: 2010 - 2012

3. SCOP • - obtinerea de noi filme active de ambalare, biodegradabile, cu utilizari in industria alimentara. • Filmele vor fi preparate din xantan si lignina, urmarindu-se combinarea caracteristicilor unice ale celor doi polimerii naturali. Calitatile de agent de ingrosare, emulgator, stabilizator, sau de formare de filme, cumulate cu posibilitatea de utilizare in domenii variate (industria alimentara, cosmetica si a medicamentelor) au determinat selectarea polizaharidei xantan pentru realizarea acestui studiu. • Lignina prezinta structura polifenolica si proprietati de antioxidant, stabilizator si antimicrobiene. Incorporarea xantanului este de asteptat sa conduca la cresterea stabilitatii termice, hidrofiliei, biocompatibilitatii, biodegradabilitatii, a filmelor de impachetare. • - dezvoltarea unei cariere profesionale durabile a directorului de proiect in domeniul obtinerii de filme bioactive si biodegradabile

4. Planul de lucru. Obiective si activitatipentruEtapa I - 2010 • 1. Aprecierea evoluţiei pe plan mondial a ambalajelor bioactive, şi a tehnologiilor de obţinere a acestora • 1.1. Studierea standardelor UE în domeniu • 1.2. Studiu de documentare privind evoluţia până în prezent a utilizării filmelor de ambalare • 1.3.Documentarea la zi în literatura de specialitate privind utilizarea polizaharidelor în obţinerea filmelor pentru protecţia alimentelor • 2. Preparareamaterialelor de împachetarenetoxice, funcţionale, bioactive pentruacoperireaalimentelor • 2.1. Studiudocumentarprivindmodificareaproprietăţilorunorpolimerinaturali de uzalimentarprinasociere cu xantanul • 2.2. Studiu bibliografic privindbiocompatibilitatea sistemelor polimere (polizaharida/polimer natural) învederea obţinerii de filme pentru ambalare • 2.3. Studiu experimental privind selectareapolimerilor naturali implicaţi în obţinerea filmelor ce lungesc perioada vieţii de raft şi menţin calitatea produselor

5. Rezultateobtinute • Pe baza rezultatelor obtinute in cadrul etapei 2010, urmatoarele lucrari stiintifice au fost elaborate sau prezentate la manifestari stiintifice: • Prezentarea lucrarii “Characterization of xanthan/lignin films and their potential application in food industry”, autori: I. E. Răschip, E. G. Hitruc, A. M. Oprea, C. Vasile, la conferinţa “The 11th International Chemistry Conference and Exhibition in Africa (11 ICCA)”, Luxor, Egipt,Noiembrie 2010; • Lucrarea “Semiinterpenetrating polymer networks containing polysaccharides. II. A spectral and thermal characterization”, autori: I. E. Raschip, E. G. Hitruc, C. Vasile, High Performance Polymer, 23(3), 219-229, 2011; • Capitol de carte: “Xantan in acoperiri sau filme pentru ambalarea alimentelor”, autori: I. E. Raschip, inNoi ambalaje polimerice pentru alimente, Eds. C. Vasile, C.N. Cheaburu, Ed. Pim, p. 131-149, 2010.

6. Planul de lucru. Obiective si activitatipentruEtapa - 2011 • 1. Elaborarea de procedee fizice şi chimice pentru obţinerea de bioambalaje care au ca rezultat menţinerea calităţii alimentelor • 1.1. Definirea şi caracterizarea xantanului şi a antioxidanţilor utilizaţi la obţinerea de bioambalaje active • 1.2. Procedee optime de preparare şi solubilizare a filmelor active de împachetare – scheme de preparare, metode de dozare a componenţilor • 1.3. Obţinerea în laborator a unor filme sau materiale de acoperire între xantan şi polimeri naturali de tip lignine în vederea aplicării acestora în industria alimentară • 2. Testarea în vitro a bioambalajelor obtinute in Etapa I • 2.1. Determinarea stabilităţii filmelor antioxidante – antimicrobiene • 2.2. Caracterizarea valabilităţii filmelor bioactive stabile termodinamic prin teste de stres (tratament termic – încălzire, umiditate, modificări de pH, nivel de oxigen) • 2.3. Întocmire raport de cercetare • 3. Dezvoltarea de noi soluţii pentru controlul calităţii alimentelor prin utilizare de acoperiri bioactive • 3.1. Stabilirea relatiilor de interdependenta, caracteristici aliment/film de acoperire/ambalaj • 3.2. Stabilirea structurii activităţii ecologice de implementare a noţiunii de ambalaj bioactiv • 3.3. Selectarea corectă a materialelor şi a tehnologiilor de împachetare în vederea menţinerii calităţii şi a prospeţimii produselor alimentare • 3.4. Stabilirea calităţii filmelor bioactive noi obţinute prin metode IR

7. Rezultateobtinute • Pe baza rezultatelor obtinute in cadrul etapei 2011, urmatoarele lucrari stiintifice au fost elaborate sau prezentate la manifestari stiintifice: • Prezentarea lucrarii “In vitro evaluation of the mixed xanthan/lignin hydrogels as vanillin carriers”, autori: I. E. Raschip, E. G. Hitruc, A. M. Oprea, M.-C. Popescu, C. Vasile la manifestarea Polysaccharides as source of advanced and sustainable products, 2nd International Polysaccharide Conference, August 29 - September 2, 2011 Wageningen, The Netherlands;       • Lucrare publicata: I. E. Raschip, E. G. Hitruc, A. M. Oprea, M.-C. Popescu, C. Vasile, IN VITRO EVALUATION OF THE MIXED XANTHAN/LIGNIN HYDROGELS AS VANILLIN CARRIERS, Journal of Molecular Structure 1003 (2011) 67–74.

8. Planul de lucru. Obiective si activitatipentruEtapa finala - 2012 • 1. Evaluarea funcţionalităţii, biocompatibilităţii şi efectul asupra alimentelor a noilor materiale propuse • 1.1. Caracterizarea structurală şi fizico-chimică a filmelor obţinute prin metode specifice: compoziţie, solubilitate, viscozitate, densitate, tensiune superficială • 1.2. Evaluarea modului în care variaţia condiţiilor chimice şi fizice (pH, temperatură, timp) pot afecta aceste proprietăţi • 1.3. Caracterizarea filmelor xantan – lignină ce se intenţionează a fi utilizate în acoperiri: proprietăţi mecanice, grosime, solubilitate • 1.4. Investigarea morfologiei suprafeţelor filmelor obţinute prin metode de microscopie optică şi electronică, unghi de contact • 1.5. Analiza proprietăţilor mecanice şi fizico-chimice ale materialelor de acoperire prin metode spectrometrice, termogravimetrice şi calorimetrie • 1.6. Testarea „in vitro” a filmelor bioactive noi obţinute • 1.7. Buletin de analiză pe baza testării filmelor bioactive • 2. Evaluarea economica si ecologica a tehnologiei de ansamblu • 2.1. Estimarea impactului de mediu privind înlocuirea materialelor de împachetare convenţionale cu filme biodegradabile • 2.2. Estimări ale impactului tehnic, economic, social şi de mediu pentru cele mai eficiente procese de acoperire • 3. Elaborare proces tehnologic de obţinere filme bioactive – brevetare rezultate • 3.1. Elaborare tehnologie de obţinere filme bioactive, caracterizare fizico-chimică şi mecanică a produselor finale

9. Rezultateobtinute • Pe baza rezultatelor obtinute in cadrul etapei 2012, urmatoarele lucrari stiintifice au fost elaborate sau prezentate la manifestari stiintifice: • Prezentare lucrare “The importance of the crosslinking agent in obtaining new xanthan/lignin hydrogel formulations for food industry applications”, autori: I. E. Răschip, C. M. Popescu, C. Vasile la manifestarea stiintifica: International Conference of Young Chemists, Amman, Jordan, 6 - 12 Aprilie 2012; • Prezentare lucrare “Effect of lignin type on xanthan/lignin hydrogels properties and their applicability in food industry”, autori: I. E. Răschip, C. Vasile, la manifestarea stiintifica 14th International Conference on Organized Molecular Films, ICOMF 14, Paris, France, 10 – 13 Iulie 2012; • Lucrare trimisa spre publicare: “Effect of lignin type on xanthan/lignin hydrogels properties”, I. E. Raschip, M. C. Popescu, E. G. Hitruc, C. Vasile, J. Macromol. Sci. Part B. Phys.; • Cerere brevet national “PROCEDEU DE OBŢINERE A NOI HIDROGELURI SUPERABSORBANTE PE BAZĂ DE XANTAN ŞI LIGNINĂ DIN PLANTE ANUALE CU APLICABILITATE ÎN MEDICINĂ ŞI INDUSTRIA ALIMENTARĂ”, autori: I. E. Raschip, C. Vasile, nr. OSIM A/00454 din 20.06.2012.