The Potential of Biobased Materials Combined with Soluble Gas Stabilisation in Packaging of Atlantic Salmon (Salmo salar L.) Fillets

Abstract

Følgelig av en globalt økende bekymring for problemstillinger rundt bærekraft, og karbonpå-virkningen av petroleumsbaserte materialer, har det blitt et utvidet fokus på å produsere og ut-nytte materialer som både er biobaserte og biologisk nedbrytbare. De utfordrende faktorene for at disse materialene kan bli en konvensjonell del av industrien har i all hovedsak vært kostnader, materialprosessering og ytelsen i form av å opprettholde produktkvalitet og holdbarhet på lik linje som petroleumsbaserte materialer. Atlantisk laks er et lett bedervelig produkt med begren-set holdbarhet, som leder til en rekke krav for opprettholdelse av kvalitet gjennom lagring. Laks har vært viktig for Norges eksportøkonomi i flere tiår, og vil mest antakelig fortsette å være viktig for Norge i årene fremover.

Hensikten med denne oppgaven var å sammenligne to biobaserte og biologisk nedbrytbare plas-tikkmaterialer med forskjellige barriereegenskaper (lav og høy barriere) opp mot et konvensjo-nelt petroleumsbasert plastikkmateriale for å se deres effekt på kvalitet og holdbarhet til ferske laksefileter under lagring (4 ºC) på 20 dager. Målet var å opprettholde kvaliteten og holdbarhe-ten til porsjonerte atlantiske laksefileter pakket i biobaserte og biologisk nedbrytbare materialer ved bruk av et petroleumsbasert materiale som kontroll. En biobasert enkeltlagsfilm laget av kassavarot og maisderivater blandet med polybutylenadipat-co-tereftalat (BioLB) og en høybar-riere dupleksfilm laget av cellulose som er laminert til biobasert polybutylensuccunat (BioHB) ble brukt, sammen med en petroleumsbasert polyamid/polyetylen film (PA/PE). Studien under-søkte to emballasjemetoder; vakuumpakking (VP) og modifisert atmosfære (MA) pakking (60 % CO2, 40 % N2). «Soluble gas stabilisation» (SGS, 18t med 100 % CO2), som forbehandling, ble brukt som en eksperimentell faktor i hvert av emballasjemetodene, for å se om det hadde ytterligere fordeler for fiskens kvalitet. Analysene som ble utført var én mikrobiologisk parame-ter (totalkim), fire fysiokjemiske parametere (pH, drypptap, farge og tekstur), én biokjemisk parameter (nedbrytning av adenosintrifosfat) og målinger av gassblanding under lagring i MA.

Basert på analysene som ble utført i denne studien, kan det konkluderes med at BioLB ikke var et egnet materiale for lagring i MA, på grunn av dens dårlige barriereegenskaper. Resultatene fra VP kan imidlertid indikere at BioLB var noe passende, selv om kontrollgruppen for PA/PE presterte bedre. I motsetning til dette, ga de høye barriereegenskapene i BioHB akseptable resul-tater for opprettholdelse av kvaliteten for laks i både MA pakking og VP, og er dermed et pas-sende biobasert og biologisk nedbrytbart emballasjemateriale for atlantisk laks.

In the wake of a growing concern towards sustainability issues globally and the carbon impact of petroleum-based food packaging materials, there has become an increasing focus upon utiliz-ing materials that are both biobased and biodegradable. The challenges for these materials to become a conventional part of the industry have been related to cost, material processing and performance in terms of maintaining product quality in line with petroleum-based materials. Atlantic salmon is a perishable product with limited shelf-life, causing several requirements for maintaining quality during storage. Salmon has been essential to Norway’s export economy for several decades, and will most likely be of great importance for Norway in the future.

This thesis aimed to compare two biobased and biodegradable plastic materials with different barrier properties (low and high barrier) to a conventional petroleum-based plastic material to see their effect on quality and shelf-life to fresh salmon fillets during 20 days of storage (4 ºC). The goal was to maintain the quality and shelf-life of portioned Atlantic salmon fillets packaged in biobased and biodegradable materials using a petroleum-based material as control. A bi-obased single-layer film made of cassava root and corn derivatives blended with polybutylene adipate-co-terephthalate (BioLB) and a high barrier duplex film made of cellulose laminated to biobased polybutylene succinate (BioHB) were used, along with a petroleum-based polyam-ide/polyethylene film (PA/PE). This study investigated two packaging methods; vacuum pack-aging (VP) and modified atmosphere (MA) packaging (60 % CO2, 40 % N2). Soluble gas sta-bilisation (SGS, 18 hrs in 100 % CO2), as a pre-treatment, was used as an experimental factor within each packaging method to see if it had any further advantages for the fish’s quality. Analyses in this study were a microbiological parameter (total viable count), four physiochemi-cal parameters (pH, drip loss, colour and texture), a biochemical parameter (degradation of adenosine triphosphate), and measurements of headspace gas during MA packaging.

Based on all analyses conducted in this study, it can be concluded that BioLB is not a suitable material for MA packaging due to its poor barrier properties. However, the results from VP can indicate that BioLB is somewhat suitable, even though the control group of PA/PE performed better in general. Contrarily, the high barrier properties of BioHB gave acceptable results for maintaining quality for Atlantic salmon in both MA packaging and VP, and is therefore suitable as a biobased and biodegradable packaging material for Atlantic salmon fillets.