Bacterial Cellulose for Sustainable Food Packaging: Production Pathways, Structural Design, and Functional Modification Strategies

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/polym17233165
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Global concern over food waste and plastic pollution highlights the urgent need for sustainable, high-performance materials that can replace petroleum-based plastics. Bacterial cellulose (BC), a biopolymer synthesized through microbial fermentation by Komagataeibacter and related genera, shows exceptional purity, mechanical strength, biodegradability, and structural tunability. Following PRISMA principles, this review analyzed studies from PubMed, Scopus, and Web of Science covering the period 1960–November 2025. Search terms included “bacterial cellulose”, “Komagataeibacter”, “Gluconacetobacter”, “static culture”, “agitated culture”, “in situ modification”, “ex situ modification”, “fermentation”, and “food packaging”. Inclusion and exclusion criteria ensured that only relevant and high-quality publications were considered. The article summarizes major developments in BC biosynthesis, structural organization, and modification approaches that enhance mechanical, barrier, antioxidant, and antimicrobial properties for food packaging. Recent advances in in situ and ex situ functionalization are discussed together with progress achieved through synthetic biology, green chemistry, and material engineering. Evidence shows that BC-based composites can reduce oxygen and moisture permeability, strengthen films, and prolong food shelf life while maintaining biodegradability. Remaining challenges such as high cost, lengthy fermentation, and regulatory uncertainty require coordinated strategies focused on metabolic optimization, circular bioeconomy integration, and standardized safety frameworks to unlock BC’s full industrial potential.