Skip to main content

H2020 NanoPack Proiektua: nanokonposite polimeriko funtzionaletarako produkzio-lerro pilotua halloysite nanohodi naturaletatik abiatuta: elikagaien ontziratzeko aplikazioetan mikrobioen aurkako aktiboen askapen kontrolatuaren erakustaldia.

  • Mota Proiektua
  • Egoera Bete
  • Exekuzioa 2017 -2019
  • Esleitutako Aurrekontua 7.665.218,00 €
  • Eremua Europeo
  • Finantza-iturri nagusia H2020
  • Proiektuaren webgunea Proyecto NanoPack
Azalpena

NanoPack-ek elikagaien iraupena luzatzeko irtenbide bat erakutsiko du mikrobioen aurkako gainazal adimendun berrien bidez, elikagaiak ontziratzeko produktu aktiboei aplikatuta. Lerro pilotuak industria-ingurune operatiboetan ezarriko dira komertzialki bideragarriak diren eta kontsumitzaileak onargarriak diren mikrobio-polimero filmak fabrikatzeko. Horrek freskotasuna mantentzeko, balioa gehitzeko eta hornikuntza-kate osoan segurtasuna bermatzeko beharrezkoak diren kontserbatzaileen kopurua murriztuko du.

Proiektuak halloysite nanohodi naturalak (HNT) erabiliko ditu ontzietatik elikagaietara migratu ezin diren konposatu bioaktiboen eramaile fidagarri eta seguru gisa. Segurtasuna maximizatuz, poliki-poliki, espektro zabaleko agente natural indartsu, lurrunkor eta kantitate txikiak askatzen dituzte ontziaren buru-espaziora. Nanoteknologia erabiltzeak aukera ematen du:

  1. Sartu molekula sentikorrak polimero-filmetan.
  2. Mantendu mikrobioen aurkako funtzionaltasuna filmaren propietateei eragin gabe.
  3. Ekoiztu mikrobioen aurkako gainazal indartsuak, propietate doigarriak dituztenak, pH-ak aktibatutako "gatekeeper" efektua sortuz kapsulatutako zama askatzea moteltzeko. Lortutako filmak egungo puntako teknologiarekin lortu ez diren mikrobioen aurkako propietateak erakutsiko ditu.

Hornikuntza-kate osoko prozesuak bost proba piloturen bidez baliozkotuko dira lehendik dauden produkzio-lerroetan:

  1. Mikrobioen karga.
  2. HNT polimero mikrobioen aurkako ekoizpena.
  3. Mikrobioen aurkako ontzi-filmaren ekoizpena
  4. Ontzi berrien erabilera elikagaien produktuetan. Bideragarritasun komertziala baloratuko da, kontsumitzaileen onarpena eta alderdi juridikoak, araudiak, segurtasuna eta ingurumena barne.

NanoPack-en arrakastaren ondorioz, kontsumitzaileek onartutako eta nanoteknologian oinarritutako nanoteknologian oinarritutako elikagaien ontziratzea, elikagaien segurtasuna hobetuko da, elikagaiak eragindako gaixotasunen agerraldiak saihestuko ditu eta hondatze goiztiar batek eragindako elikagai-hondakinak murriztuko ditu. Errendimendu handiagoko, seguruago eta adimentsuagoak diren produktuek Europa lider gisa kokatuko dute elikagaien nanoteknologian eta mikrobioen aurkako ontzi adimendunetan, sektorearen lehiakortasuna eta hazkundea bultzatuz.

Jardueren deskribapena

Jardueren artean, prestaketa lanak, lau proiektu pilotu eta proiektuaren eragina areagotzeko jarduerak zeuden. Prestaketa lanak HNTen barneko eta kanpoko gainazalak funtzionalizatu zituen, karga eta mikrobioen aurkako karga kontrolatuak maximizatzeko. Horrez gain, 12 EOren eta haien konbinazioak elikagaien mikroorganismo garrantzitsuen aurkako mikrobioen jarduera probatu zen. Zehazki, carvacrol, timol eta cinamaldehidoaren konbinazio batek E. coli, Listeria innocua eta Penicillium communeren aurkako jarduera antimikrobiano oso itxaropentsua eta sinergikoa erakutsi zuen (bakterio Gram positiboen, bakterio Gram negatiboen eta lizunaren ordez, hurrenez hurren) eta kontzentrazio desberdinak probatu ziren kontzentrazio antimikrobioen eraginkortasun altuena lortzeko pilotuetan. Karga-prozesuaren eskalatze arrakastatsua 3 HNT motatan egin zen: pristine (prozesatu gabekoa) eta 2 mota funtzionalizatutako HNT: grabatua eta silanizatua. Kargatze-prozesuak gutxienez 30 °C-ko egonkortasun termiko hobetua ematen die EOei, eta haien urtzea polimeroekin konposatzea ahalbidetzen du fabrikazio-tenperatura altuetan. Pilot I-ko hiru HNT motaren fusio-konposaketa arrakastaz burutu da polimero ezberdinekin. Pilot II-ko masterbatchak prozesagarritasuna eta mikrobioen aurkako jarduera ebaluatzeko ezaugarritu ziren. III. Pilotuaren barruan hainbat konposatu prozesatzea planta pilotu industrialetan zeuden instalazioak erabiliz egin zen. Horrez gain, filmak ekoiztu ziren industria-instalazio handi eta txikietan, CFlex eta Tommen, hurrenez hurren, teknologiaren transferigarritasuna frogatuz ekoizpen-planta handi eta txikietara.

NanoPack film aktiboen hainbat konfigurazio (geruza kopuru desberdinak eta hainbat olio esentzial eduki) elikadura sistema desberdinetan probatu ziren, esnekiak, okindegiak, haragia, arraina eta produktu freskoak (gereziak) barne. HNT erabiltzeko segurtasun-ebaluazioa egin da, bai produktuen fabrikazioan lan egiten duten langileentzat, bai NanoPack-ekin ontziratutako elikagaiak kontsumitzen dituzten kontsumitzaileentzat. Saguetan egindako segurtasun eta toxikotasun ikerketek agerian utzi zuten HNTek ez dutela zitotoxikotasunik eragiten; Hala ere, grabatutako HNTak (e-HNTS) biriketako hanturarekin erlazionatu ziren. HNTekin lan egitea bideragarria da HNT pristine eta grabatuak eskala handiko aplikazioan gomendatutako neurriak hartzen badira. Azterketa ekotoxikologikoek HNT eta e-HNT-ek uretako ingurunean dituzten ondorioak ikertu zituzten. D. magna-rekin egindako probek ez zuten ugalketaren inhibiziorik erakutsi HNT birjinetan, baina e-HNTek lehen ondorengoetarako epea luzatu zuten eta kume bizien kopurua murriztu zuten. Emaitzek HNT pristineekin soilik jarraitzeko erabakia bultzatu zuten. Migrazio ikerketek HNT eta olio esentzialen mugimendua neurtu zuten filmetatik elikagaietara. Ondorioztatu zen HNTak ez direla pelikulatik ateratzen. HNT eta hiru olio esentzial indartsuen (EO) espedienteak prestatu ziren EFSAri bidaltzeko. Hori egin da pakete aktibo batek EBn elikagaiak ukitzeko onarpena nola lortu behar duen zehaztu ondoren. Bizi-zikloaren ebaluazioa (LCA) azterketak etengabe egin ziren, ingurumen-bizi-zikloaren ebaluazioa (ELA), bizi-zikloaren kostua (LCA) eta bizitza-ziklo sozialaren ebaluazioa (SLC) barne.

Emaitzek erakutsi zuten HNTek ez dutela nabarmen laguntzen ingurumen-inpaktu global potentzialetan. LCAk erakutsi zuen plastikozko filmaren m² bakoitzeko azken kostua merkatuan dagoen geruza anitzeko film baten batez besteko kostuarekin bat datorrela (3 eta 5 euro/kg artean). LCA-ek frogatu zuten arriskurik handienak baliabideen erauzketa fasean identifikatu zirela, non garapen bidean dauden herrialde gehiagok parte hartzen duten. Berrikuntzaren kudeaketak proiektu osoan jarraitu zuen, eta bideragarritasun komertzialaren azterketak burutu ziren. Kontsumitzaileen eta merkatarien onarpenaren azterketak egin ziren mundu mailan Europan eta Txinan, eta emaitza itxaropentsuak erakutsi zituzten NanoPack teknologiaren kontsumitzaileen eta dendariaren onarpenari dagokionez. Proiektutik haratago ustiatzeko aukerak aztertu ziren industria-bazkideen artean, eta ikerketa-kide batzuek lankidetzarako interesa agertu zuten. Emaitzak eragile nagusi askori helarazi zitzaizkien hainbat tresna eta kanalen bidez, besteak beste, webgune bat, liburuxkak, bilgarriak, komunikabide espezializatuetako artikuluak, buletinak, komunikabideen konpromisoa, webinar-ak, artikulu zientifikoak, bideoak, sare sozialak eta ekitaldien presentzia.

Zazpi argitalpen zientifiko egin dira eta beste bi prestatzen ari dira NanoPack-en lanean oinarrituta. Elikagaien bilgarrietan HNTak olio esentzial antimikrobioen eramaile gisa erabiltzeari buruzko trebakuntza tailerrak egin ziren, eta azken ekitaldia AIPIA International Packaging Event-ekin batera egin zen, non proiektua zabal-zabal aurkeztu zen. Partzuergoko kideek hizlari gisa parte hartu zuten, saioak gidatu eta stand bat izan zuten.

Testuinguruko deskribapena

NanoPack-ek, eskala handiko eta pilotu batean, nanoteknologian oinarritutako mikrobioen aurkako materialak ekoizten eta frogatu zuen elikagaien iraupena luzatzeko ontzi aktibo berri baten bidez. NanoPack-en helburua industria-ingurune operatiboetan lau entsegu pilotu garatzea, eskalatzea eta gauzatzea zen, komertzialki bideragarriak diren mikrobioen kontrako polimero nanokonposite filmak ekoizteko, merkatariek zein kontsumitzaileek onartu zituztenak. Halloysite nanohodi naturalak (HNT) olio esentzial natural bioaktiboen (EO) eramaile fidagarri eta seguru gisa erabiliz, proiektuak frogatu zuen NanoPack elikagaien ontziratzeak elikagai galkorren iraupena luzatzeko ahalmena duela.

Pilotuek HNTak EO antimikrobianoekin kargatzeko eskala-produkzioa egin zuten (I pilotua), kargatutako HNTak filmaren ekoizpenean maisu gisa erabiltzeko polimeroekin konbinatuz (Pilot II), filmak ekoiztea Pilot II-n ekoiztutako masterbatchekin (Pilot III) eta elikagai mota desberdinak NanoPack filmekin ontziratzea.

Bideragarritasun komertziala, segurtasuna eta arau-arazoak, gizarte-onurak eta bizi-zikloa ebaluatu ziren. Komertzializazioaren plangintza egin zen, jabetza intelektualaren eskubideen babesa bermatu zen eta EFSAri bidaltzeko espedientea prestatu zen, HNTak elikagaien ontzietan mikrobioen aurkako agente gisa olio esentzial espezifikoz kargatutako eramaile gisa erabiltzeko.

Informazio gehigarria

Elikagaien bilgarrietan nanomaterialak industrializatzeko eta merkaturatzeko aurreko saiakeretatik jasotako ikasgaietatik abiatuta, NanoPack-ek mikrobioen aurkako filmak frogatu, balioztatu eta probatu zituen elikagaien ontziratzeko aplikazio malguetan. Nanoteknologia eleberria laborategitik atera eta kateko hainbat prozesu handituz, proiektuak teknologia mundu errealeko industria-esparruetan eskala handiko ekoizpenera eraman zuen. Erronka zientifiko, teknologiko, ekonomiko, segurtasun eta arauzko erronkak jorratu zituen, baita karga bioaktiboak emateko gai diren polimero nanokonposite eta HNT aktibo berrien industrializazioa eta merkaturatzea sustatzeko oztopoak ere.

Ingurumen-toxikologiako ikerketek HNTren erabileraren lehenengo ebaluazioa egin zuten elikagaien ontzien ekoizpenean eta erabilera segururako jarraibideak sortu zituzten. Gune pilotuetan langileen segurtasuna aztertu zen, eta NanoPack proiektua da emaitza horien berri ematen lehena. Migrazio ikerketek erakutsi zuten HNTak ez direla filmetatik ateratzen, eta EOak, berriz, mikrobioen aurkako jarduera eragiteko efektu organoleptikoekin batera. Arau-gaiak jorratu ziren, eta lau espedienteko multzo bat prestatu zen EFSAri aurkezteko, HNT eta hiru olio esentzial (carvacrol, timol eta cinamaldehidoa) ustiatzeko onarpena eskatuz mikrobioen aktibitatea duten elikagaien ontzietarako. Berrikuntza jardueren barruan, teknologia TRL 9ra eramateko urratsak azaldu ziren, eta dibulgazio- eta komunikazio-jarduera garrantzitsuek NanoPack hartzeko interesa sortu zuten.

Koordinatzaileak
  • TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY