Development of Antimicrobial Films for Food Packaging Using Melt Compounding

De nos jours, la sécurité microbienne et la préservation de la qualité des aliments sont des préoccupations majeures. L'emballage antimicrobien est l'une de ces technologies prometteuses, qui réduit, inhibe ou retarde la croissance des micro-organismes pathogènes et d'altération et prolonge la durée de conservation des produits alimentaires. Divers composés antimicrobiens peuvent être directement ajoutés à la matrice polymère pour obtenir un emballage antimicrobien présentant l'activité biocide souhaitée ; toutefois, l'incorporation directe des agents antimicrobiens peut entraîner l'évaporation des agents antimicrobiens incorporés et leur migration vers les aliments. Les nanoparticules d'oxyde de zinc (ZnONP), l'huile essentielle de limonène (LEO), et l'arginate d'éthyle lauroyle (LAE) qui ont été approuvés comme "généralement reconnu comme un matériau sûr" (GRAS) pour les applications alimentaires aux États-Unis par la FDA (Food and Drug Administration) sont considérés comme l'un des meilleurs candidats pour les systèmes d'emballage alimentaire actif. Dans cette thèse, la production de films antimicrobiens à base de polyéthylène (PE) traités avec trois classes différentes d'agents antimicrobiens susmentionnés a été étudiée. Le projet de recherche a été mené en trois phases.

Abstract

Nowadays ensuring microbial safety and extent in preserving the quality of food are major growing concerns. Antimicrobial packaging is one such hopeful technology, which reduces, inhibits, or retard the growth of microorganisms extends the shelf life in food products. A variety of antimicrobial compounds can be directly added into the films to achieve antimicrobial packaging with a desired biocidal activity; however, direct incorporating the antimicrobial agents may result in the evaporation of incorporated antimicrobial agents and migration toward the foods. Zinc oxide nanoparticles (ZnONPs), Limonene essential oil (LEO), and ethyl lauroyl arginate (LAE) that were approved as “generally recognized as safe” (GRAS) for food applications within the United States by Food and Drug Administration (FDA) is considered as one of the best candidates for packaging systems with antimicrobial properties. In this dissertation, the production of polyethylene (PE)-based antimicrobial films treated with three different classes of aforementioned antimicrobial agents was studied. This dissertation was conducted in three stages.