食べられる包装
食べられる食品容器

食用カゼインフィルムオーバーラップの開発[1]

食用包装とは、食べることができ、生分解性のある包装を指します。

食べられる食品包装

いくつかのメーカーが食べられる食品包装の開発・製造を行っています。 [2] 一例として、海藻であるEucheuma cottoniiをベースにした包装が挙げられます。[3] [4]

伝統的な水容器

米国では毎年約500億本のポリエチレンテレフタレート（PET）製の使い捨てプラスチックボトルが生産されており、そのほとんどが廃棄されています。 [5]全米PET容器資源協会によると、PETのリサイクル率は2013年以降31%で安定しています。[6]

PETのようなポリエステルは加水分解によって分解されます。エステル結合が水分子によって切断されます。反応は酸性またはアルカリ性条件下では進行が異なりますが、200～300℃の温度で最もよく進行します。環境条件下では、このプロセスは検知できないほど遅くなります。[7]

PETは本質的に生分解性がないと考えられており、ペットボトルが分解されるまでには450年もかかると推定されています。[8]このため、他の包装材料が求められています。

アルギン酸カルシウムゲル

アルギン酸ナトリウム（NaAlg）

アルギン酸塩は褐藻類の天然産物であり、創傷被覆材、薬物送達および組織工学、ならびに食品用途において広く使用されている。[9] [10] [11]アルギン酸ナトリウムは、1,4-結合-β-d-マンヌロン酸（M）およびα-l-グルロン酸（G）糖の 非分岐共重合体である。

アルギン酸ナトリウム (NaAlg) は塩化カルシウム (CaCl 2 )にさらされると凝固し、次の反応に従って アルギン酸カルシウム(CaAlg 2 ) と塩化ナトリウム (NaCl) を形成します。

2NaAlg + CaCl 2 → CaAlg 2 + 2NaCl

安全性と生分解性

アルギン酸ゲルの生体適合性は広範囲に研究されており、摂取時の安全性は十分に確立されています。[12] [13]アルギン酸は、ヒトの消化酵素による分解を受けにくい天然多糖類であるため、食物繊維に分類されます。摂取しても消化されませんが、アルギン酸カプセルは、上記の反応とは逆に、カルシウムがゲルマトリックスから拡散するにつれて徐々に分解されます。[14]

CaAlg 2 + 2NaCl → 2NaAlg + CaCl 2

アルギン酸は単鎖ポリマーであるため、様々な化学反応によって脱重合（小さな単位に分解）されます。酸とアルカリの両方の反応機構によって、マンヌロン酸（M）とグルロン酸（G）モノマー間の結合が分解されます。フリーラジカル酸化は、アルギン酸が環境中で分解されるもう一つの方法です。多くの細菌種は、アルギン酸分子を単糖成分に分解する酵素（アルギン酸リアーゼ）を産生し、生物のエネルギー源として機能します。[15]

Kodoのキビを原料とした食べられる包装

2025年、インド工科大学（IIT）ルールキー校のキルティラジ・K・ガイクワド氏とブーシャン・P・メシュラム氏からなる研究チームは、従来のプラスチック製カップやボウルに代わる、持続可能で費用対効果の高い代替品として、コドミレット（キビ）を原料とした食べられるカップを発明しました。これにより、プラスチック廃棄物を削減することが可能になります。[16]この持続可能な包装アプローチでは、パスパラム・スクロビキュラタム（コドミレット）、グアーガム、ハイビスカスパウダーを使用することで、構造の完全性と環境の持続可能性を高めています。この研究は、未利用作物を活用して、従来のプラスチック包装に代わる生分解性の食べられる代替品を開発する方法を実証しています。[17]

この研究は、消費または堆肥化可能な包装材の製造に天然ポリマーを使用し、長期的な廃棄物を削減することで環境上の利点を強調しています。[18]グアーガムとハイビスカスパウダーの組み合わせにより、カップの機械的強度と耐湿性が向上し、食品および飲料業界での実際の用途に使用できるようになります。

この開発は、再生可能資源の利用を促進し、化石燃料由来のプラスチックへの依存を減らすことで、循環型経済モデルに沿ったものです。 [19]研究者たちは、このような革新がプラスチック汚染を軽減するとともに、世界中の包装産業に持続可能なソリューションを提供する可能性を強調しています。

参照

参考文献

  1. ^ OBrien (2018年2月). 「That's a Wrap: Edible Food Wraps from ARS」. USDA Agricultural Research : 22. 2021年12月4日閲覧。
  2. ^ US US2015/0030775A1、エドワーズ、「自然輸送システムにおける物質の封入」、2015年公開  
  3. ^ プラスチックの持続可能な代替品をめぐる競争で、インドネシアは海藻に賭ける
  4. ^ 藻類を原料としたパッケージ「Evoware」が消える
  5. ^ 「水道水の方が優れている理由」ナショナルジオグラフィック、2010年3月13日。2015年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年11月29日閲覧。
  6. ^ Moore, Rick (2015年10月13日). 「2014年米国PET容器リサイクル率は31%を維持」(PDF) . National Association for PET Container Resources . 2015年11月24日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2015年10月25日閲覧。
  7. ^ Kint*, Darwin (1999). 「ポリエチレンテレフタレートの潜在的生分解性に関するレビュー」. Polymer International . 48 (5): 346– 352. doi :10.1002/(SICI)1097-0126(199905)48:5<346::AID-PI156>3.0.CO;2-N.
  8. ^ 「ゴミの分解時間｜廃棄物分別ガイド」www.getwaste.info。2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年11月29日閲覧。
  9. ^ Chiu, Chih-Tung; Lee, Jui-Sheng; Chu, Chi-Shung; Chang, Yi-Pin; Wang, Yng-Jiin (2008年2月12日). 「2種類のアルギン酸ベースの創傷被覆材の開発」. Journal of Materials Science: Materials in Medicine . 19 (6): 2503– 2513. doi :10.1007/s10856-008-3389-2. ISSN  0957-4530. PMID  18266085. S2CID  21846770.
  10. ^ トンネセン、ハンネ・ヨース;カールセン、ヤン（2002 年 1 月 1 日）。 「ドラッグデリバリーシステムにおけるアルギン酸塩」。医薬品開発と工業薬局。28 (6): 621–630。土井:10.1081/DDC-120003853。ISSN  0363-9045。PMID  12149954。S2CID 38054722  。
  11. ^ Alsberg, E.; Anderson, KW; Albeiruti, A.; Franceschi, RT; Mooney, DJ (2001年11月1日). 「骨組織工学のための細胞相互作用型アルギン酸ハイドロゲル」. J​​ournal of Dental Research . 80 (11): 2025– 2029. doi :10.1177/00220345010800111501. ISSN  0022-0345. PMID  11759015. S2CID  38527822.
  12. ^ Lee, Kuen Yong; Mooney, David J. (2012年1月1日). 「アルギン酸：特性と生体医学的応用」. Progress in Polymer Science . 37 (1): 106– 126. doi :10.1016/j.progpolymsci.2011.06.003. PMC 3223967. PMID 22125349  . 
  13. ^ 「アルギン酸カルシウム - 国立医学図書館 HSDB データベース」toxnet.nlm.nih.gov . 2017年11月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年11月29日閲覧。
  14. ^ Bouhadir, Kamal H.; Lee, Kuen Yong; Alsberg, Eben; Damm, Kelly L.; Anderson, Kenneth W.; Mooney, David J. (2001年1月1日). 「部分酸化アルギン酸の分解と組織工学への潜在的応用」. Biotechnology Progress . 17 (5): 945– 950. doi :10.1021/bp010070p. ISSN  1520-6033. PMID  11587588. S2CID  19770274.
  15. ^ シュタインビューヒェル、アレクサンダー (2005).食品産業における多糖類とポリアミド. ワイリー・ブラックウェル. p. 222. ISBN 978-3-527-31345-7。
  16. ^ 「インド工科大学ルールキー校  、コドミレットベースの食べられるカップを初めて開発」タイムズ・オブ・インディア、2023年11月8日。ISSN 0971-8257 。 2025年5月13日閲覧。
  17. ^ メシュラム、ブーシャン P.;ジャイナ教、プラチ。ガイクワド、キルティラート K. (2025 年 2 月 21 日) 「ハイビスカスパウダーとグアーガムで改質されたコドキビ（Paspalum scrobiculatum）ベースの機能性食用カップの革新的開発：環境効率の高い資源利用」。ACS 食品科学と技術。5 (2): 788–799。土井:10.1021/acsfoodscitech.4c00985。
  18. ^ Siddiqui, Bareera; Ahmad, Alisha; Yousuf, Owais; Younis, Kaiser (2023年11月16日). 「食べられるスプーンの開発におけるモサンビの皮とサゴパウダーの可能性を探る」. Sustainable Food Technology . 1 (6): 921– 929. doi : 10.1039/D3FB00111C . ISSN  2753-8095.
  19. ^ Rani, Aishwarya; Negi, Suraj; Fan, Chihhao; Lam, Su Shiung; Kim, Hyunook; Pan, Shu-Yuan (2024年7月5日). 「カーボンニュートラル実現に向けたバイオサーキュラーグリーン経済の原則を用いたプラスチック廃棄物の再生」 . Journal of Hazardous Materials . 472 134394. doi :10.1016/j.jhazmat.2024.134394. ISSN  0304-3894.
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