可持續(xù)未來食品設(shè)計研究

2021-03-09 13:34:38趙曉玉廖偉

設(shè)計 2021年2期

趙曉玉廖偉

摘要：文章旨在探索可持續(xù)設(shè)計在食品領(lǐng)域的可能性。為應(yīng)對塑料污染這一全球性問題，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證未來食品設(shè)計的可行性，使人們意識到食物消費(fèi)的生態(tài)后果，并使大眾重視且接受可持續(xù)未來食品，最終能夠產(chǎn)業(yè)化。以分析生物塑料現(xiàn)狀以及對未來可持續(xù)材料的試驗(yàn)驗(yàn)證，通過“GLOB未來生鮮包裝設(shè)計”此項(xiàng)研究闡述可持續(xù)食品設(shè)計的未來。通過GLOB案例運(yùn)用于可降解生物材料包裝，使食品保鮮并具有直觀視覺體驗(yàn)，以未來使用場景結(jié)合GLOB產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)食品消費(fèi)的可持續(xù)性。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)性可持續(xù)設(shè)計食品包裝未來可持續(xù)材料食品設(shè)計

中圖分類號：TB47

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）01-0139-03

引言

“至關(guān)重要的是，我們必須為子孫后代提供他們迫切需要的生活技能，以過上更健康，更快樂，更富有成效的生活。”杰米·奧利弗（JamieOliver）說。可持續(xù)未來食品設(shè)計是跨學(xué)科的研究，其目的是為了產(chǎn)生創(chuàng)新見解，使人們意識到食物消費(fèi)的生態(tài)后果，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性，使大眾重視并接受可持續(xù)未來食品，最終能夠產(chǎn)業(yè)化。塑料污染正迅速成為全球主要問題之一，在氣候變化和可持續(xù)發(fā)展之間，通過整合產(chǎn)品及其服務(wù)系統(tǒng)來提出滿足用戶需求的方案【1】，可持續(xù)設(shè)計以自然、社會、經(jīng)濟(jì)三方面系統(tǒng)性融合創(chuàng)新，從設(shè)計師的角度實(shí)現(xiàn)三者的和諧共存【2】。

一、塑料包裝的現(xiàn)狀和未來

隨著人們生活的不斷提升，人們消耗的資源越來越多。塑料的最大市場是包裝，食品包裝占包裝總銷售額的一半。而且日期標(biāo)簽含義上的混淆占總食品包裝浪費(fèi)的20%，塑料包裝很少被回收利用，隨著塑料包裝需求的增長，塑料包裝廢品急劇增加。現(xiàn)今至少有800萬噸塑料泄漏到海洋中（相當(dāng)于每分鐘一輛垃圾車入海）預(yù)計到2030年將增加到每分鐘兩輛。2025年，每3噸海洋魚類體內(nèi)的塑料含量預(yù)計為1噸，到2050年，魚類中塑料的含量將超過魚類（按重量計）【3】。塑料包含化學(xué)物質(zhì)的復(fù)雜混合物，其中一些物質(zhì)引起人類對健康和環(huán)境的潛在不利影響的擔(dān)憂。塑料污染正迅速成為全球性問題，由于這些弊端，我們需要塑料替代品即可降解生物材料包裝。

二、生物塑料的未來

生物降解塑料既有現(xiàn)有塑料的功能和特性，又能在自然界微生物的作用下被降解【4】。現(xiàn)有的和回收利用生物塑料來自糖衍生物，包括淀粉，纖維素和乳酸。生物塑料生產(chǎn)顯著減少了溫室氣體排放并減少了不可再生能源的消耗，且能夠在不同的環(huán)境中生物降解。盡管生物塑料是塑料的良好替代方案，但成本和性能仍然是一個問題。隨著人口的增長和飲食習(xí)慣的逐漸改變，農(nóng)作物用于生產(chǎn)塑料可能會影響食物可持續(xù)性，消費(fèi)者富裕度上升導(dǎo)致食物垃圾迅速增多【5】。目前用于生物基塑料的農(nóng)作物很少，由于真菌霉菌的侵蝕，部分農(nóng)作物將不可食用，但它們?nèi)匀豢赏耆糜谏锼芰希虼耸澄锢砩锼芰系奈磥怼Ｑ芯咳藛T已經(jīng)能夠利用蔬菜和水果皮生產(chǎn)生物塑料，以開發(fā)食品加工業(yè)中的有機(jī)廢物。可生物降解的塑料仍必須確保包裝產(chǎn)品具有預(yù)期的保存期限，并且還必須滿足原料協(xié)會和不同國家的原產(chǎn)地驗(yàn)證過程，以及可持續(xù)評估。涉及到利用可再生生物資源來源如生產(chǎn)食品、材料和能源，以最大限度消除浪費(fèi)以及廢棄排放物的產(chǎn)生。

三、可持續(xù)材料的研究

作者的前期研究主要包括收集一些材料作為靈感來源，纖維素、藻類、玉米淀粉等現(xiàn)有前瞻研究案例【6】。這些創(chuàng)意多用于藝術(shù)展覽，且具有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)尚未進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)階段。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，除了身邊的農(nóng)作物廢料之外，藻類提取物作為海洋中隨處可見的可再生生物，可作為一種可持續(xù)材料。它可以在包括海水、淡水環(huán)境中被找到，部分生物會依靠綠藻行光合作用來得取能量。

Agar，是一種藻類提取物，貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)主要為淀粉和油類。稀溶液在42。C時仍為液體，但在37。C時固化成牢固的凝膠。藻類提取物有三個特征，特征一：可持續(xù)材料，重要的是其是熱可逆的。盡管體積大，但該材料重量輕。產(chǎn)品可以環(huán)境友好的方式處理。除了自然分解外，這些產(chǎn)品還可用于改善土壤的含水率或用作肥料。特征二：營養(yǎng)保證，凝膠狀包裝可用于防止食品降解變質(zhì)。包裝不會改變食品的味道。它不受任何熱量影響，不與食品反應(yīng)，并保留食品的營養(yǎng)。特征三：具有未來可實(shí)現(xiàn)性，具有可以與食物一起溶解的包裝并在將來自銷包裝垃圾。利用藻類提取物制作食品包裝不僅是減少塑料污染的解決方案，而且還是利用自然資源防止對環(huán)境造成危害的-種方式。

四、設(shè)計挑戰(zhàn)

“可持續(xù)”設(shè)計是人類不斷提升自身創(chuàng)新思維并積極尋求解決方案的過程了。作為食物設(shè)計師，作者進(jìn)行了未來場景下可持續(xù)性發(fā)展的設(shè)計挑戰(zhàn)。可持續(xù)設(shè)計作為系統(tǒng)性解決方案運(yùn)用可持續(xù)設(shè)計原則展開，將未來消費(fèi)者的飲食習(xí)慣定義為：從用戶角度來講面向購買保質(zhì)期較短的新鮮產(chǎn)品的消費(fèi)者，單人份食用海鮮、肉類、水果蔬菜等新鮮產(chǎn)品的包裝;通過視覺反饋與消費(fèi)者互動，消費(fèi)者直觀清晰地看到產(chǎn)品以及產(chǎn)品的產(chǎn)地和新鮮度;包裝簡單易操作且可降解;希望產(chǎn)品可以對消費(fèi)者進(jìn)行主動反饋。

設(shè)計思考的初步任務(wù)是不同可降解食品包裝材料的可行性實(shí)驗(yàn)，例如蔬菜類植物及水果類植物廢料的應(yīng)用。帶著這些思考初衷，作者做了有關(guān)材料的兩組研究試驗(yàn)，例如第一組實(shí)驗(yàn)可降解食品垃圾再生材料：通過蟲膠，玉米淀粉，海藻，蔬菜蘑菇，纖維素纖維等材料試驗(yàn);第二組試驗(yàn)：藻類提取物Agar材料。

（一）第一組實(shí)驗(yàn)

第一組試驗(yàn)包括處理常見的食物廢棄物，包括香蕉皮，橙皮、土豆皮和玉米淀粉。實(shí)際情況不止如此，家庭作為廚余垃圾、食品工廠的廢物如何處理，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境，同時也會傳播病菌，給生產(chǎn)帶來負(fù)面影響。因此，開發(fā)利用香蕉皮等食物廢棄物，既能保護(hù)生態(tài)又可提高食品產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。這些食物外殼是可持續(xù)設(shè)計的巧妙產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)過程如圖1：將香蕉皮攪碎進(jìn)行最原始的烘烤，烤箱預(yù)熱至200°C將香蕉皮置入，30分鐘后便可形成可持續(xù)的材料，不需要任何解決產(chǎn)品干燥的問題，只需普通家用烤箱即可。烘烤過后的材質(zhì)成密集型絮狀，類似軟木材質(zhì)，形成材質(zhì)板的密度可裝水等液體。香蕉皮與橙皮制成的新型材料適用于干燥食材的包裝1。這些產(chǎn)品是聚合物的很好代替品，但如果投入工業(yè)生產(chǎn)，有較多操作問題需要解決，如何剝離和循環(huán)利用等也是可持續(xù)發(fā)展的重要議題。

（二）第二組實(shí)驗(yàn)

第二組試驗(yàn)測試Agar的可行性，旨在了解Agar材料的物理特性及其對溫度變化，溶解度和作用力的反應(yīng)。Agar材料的研究是文章試驗(yàn)論證的重點(diǎn)，對比食物廢棄物包裝材料，此材料具有較符合食品包裝的特性以及零污染零浪費(fèi)等特點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Agar具有包裝食品的可行性以及可持續(xù)性。Agar又稱瓊脂，從生物學(xué)的角度，該材料細(xì)胞壁中具有可提取的可水溶多糖物質(zhì)【9】。試驗(yàn)使用的原理是海藻酸加鈣離子成膠。作者分別進(jìn)行了兩組對照試驗(yàn)，在大小形狀材質(zhì)不同的容器中放入不同食材，例如蝦、魚、西蘭花、番茄等，將Agar加工后倒入容器成型，所有的食材都可以完好的包裹在其中，將1-10組生鮮常規(guī)包裝冰箱放置，2-10組生鮮常規(guī)包裝常溫放置，3-10組Agar包裹生鮮冰箱放置，4-10組Agar包裹生鮮常溫放置。常溫溫度18°C，對照試驗(yàn)經(jīng)過7天后，腐爛最嚴(yán)重的是2-10，接著是1-10，4-10，3-10的順序。結(jié)果證明瓊脂具有比塑料包裝更好的保鮮效果，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Agar的可用性。對比Agar材料的可持續(xù)性，食物廢棄物所產(chǎn)生的隱性生態(tài)問題（如加工導(dǎo)致的二次廢料處理）尚需考慮。選用藻類提取物Agar進(jìn)行試驗(yàn)原因是通過兩組試驗(yàn)得出藻類提取物Agar材料用于最終作品設(shè)計試驗(yàn)更具優(yōu)勢。

瓊脂材料如何以更好的成型方式與生鮮共存，如何通過原型試驗(yàn)達(dá)到未來可持續(xù)包裝的預(yù)期，如何驗(yàn)證瓊脂材料于包裝產(chǎn)品的可操作性，作者通過以下幾個方法驗(yàn)證：

1.模具成型：試驗(yàn)過程將瓊脂粉倒入水中，加熱至完全溶解并持續(xù)攪拌，攪拌至黏稠即可倒入放置好食物的模具中，瓊脂成型過程會使食物處于最佳狀態(tài)，使食物隨瓊脂凝膠化，瓊脂迅速冷卻將食物封存在模具形態(tài)之中。試驗(yàn)可見瓊脂的透明性使人清晰地看到內(nèi)部食物真實(shí)狀態(tài)，即使瓊脂包裹食物也能清晰看出。實(shí)驗(yàn)得知模具成型方法能很好地控制包裝的形態(tài)，對食物的容納性很大，試驗(yàn)對象為蝦、小番茄，通過放置觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)對象的形態(tài)顏色完好，驗(yàn)證模具成型法可行。模具成型如圖2。

2.代替：試驗(yàn)靈感來源為罐頭食品包裝，運(yùn)用視覺形象建立的方法，構(gòu)建記憶重現(xiàn)環(huán)節(jié)，將罐頭食品包裝進(jìn)行內(nèi)部替換，罐頭食品始終是某些類型食品的標(biāo)志性包裝，以瓊脂代替原來的鋁罐，使產(chǎn)品透明化，給人熟悉的陌生感，并產(chǎn)生記憶共鳴。這一方式使人們聯(lián)想到過去的包裝，有一定親和力。試驗(yàn)過程選用常見的罐頭包裝，將加工好的瓊脂液體倒入鋁罐中，待冷卻后取出形成包裝產(chǎn)品。試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)選用試驗(yàn)對象沙丁魚置入容器中，將處理好的瓊脂倒入，瓊脂成型后通過觀察得出生鮮的保存行完好。此項(xiàng)試驗(yàn)不足之處是模具開發(fā)成本較高，每種不同的產(chǎn)品需要不同的模具。代替模型如圖3。

3.涂刷：涂刷技術(shù)是在生鮮產(chǎn)品上刷一層瓊脂，在周圍留下一層良好的涂層，靈感來源保護(hù)漆涂料。瓊脂因其凝膠作用而具有良好的成膜性，并且可降解、可再生，有較大的替代塑料薄膜的趨勢。試驗(yàn)將瓊脂涂在魚身上形成一種保護(hù)膜，具體取決于瓊脂混合物的密度，產(chǎn)品越能被更好地覆蓋。此項(xiàng)優(yōu)勢占據(jù)空間少，可以保持食物原來的形狀，不足之處是運(yùn)輸不便易導(dǎo)致食物浪費(fèi)等問題。試驗(yàn)應(yīng)用涂刷方式如圖4。

4.顏色：顏色的沖擊能給予用戶強(qiáng)提示作用，盡管這種材料可以使產(chǎn)品的新鮮度保持透明，但是帶有色彩或漸變的顏色不僅可以使產(chǎn)品脫穎而出，而且顏色可以具有其含義或功能。想法是通過顏色的改變提醒用戶產(chǎn)品的新鮮情況，在超市時是新鮮的呈現(xiàn)黃色，過幾日后呈現(xiàn)不新鮮的藍(lán)色，瓊脂包裝飽滿度也會隨之減小。試驗(yàn)將瓊脂中加入不同的食用顏色。現(xiàn)有食品級色料由天然呈色的植物制取，作者選用柑橘皮、菠菜、姜黃及紫甘藍(lán)，加工后呈現(xiàn)食物本色，以柑橘皮為例：將柑橘皮進(jìn)行預(yù)處理，形成柑桔皮漿狀物，經(jīng)過提取過濾出濾液，經(jīng)過高溫?zé)o菌加工形成濃縮色素【10】;以相同的處理流程其他材料提取色素如圖5。

5.質(zhì)地：用戶面對熟悉材料的滿足感，還原材質(zhì)質(zhì)地的觸感會使得用戶感受到真實(shí)，靈感來自人們物質(zhì)性的一種懷舊心理。瓊脂的特性使最終產(chǎn)品可以捕獲任何種類的形狀或質(zhì)地，試驗(yàn)嘗試多種觸覺體驗(yàn)，如魚鱗質(zhì)感等。此項(xiàng)有可能作為一種更好的固定產(chǎn)品的方式供進(jìn)一步參考，但不足之處是藝術(shù)性強(qiáng)作為產(chǎn)品運(yùn)輸及產(chǎn)品統(tǒng)一性還需進(jìn)一步考究，試驗(yàn)藝術(shù)紋理作為形態(tài)展現(xiàn)如圖6。

通過上述一系列瓊脂材料試驗(yàn)，總結(jié)并分析每種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用模具成型和色彩識別的方式進(jìn)行設(shè)計原型的創(chuàng)意制作。

通過材料的特性研究以及呈色試驗(yàn)，敲定原型的工作原理后，作者轉(zhuǎn)入用戶使用體驗(yàn)研究中，分析特定材料的使用手感，嘗試總結(jié)四種打開產(chǎn)品的方式：通過彈，按，擰，掰動作，并實(shí)驗(yàn)四種方式的適用性。經(jīng)過三組用戶測試發(fā)現(xiàn)按和旋轉(zhuǎn)擰動產(chǎn)品的方式并不適用用戶體驗(yàn)，經(jīng)過再一次用戶的使用測試，最終選擇掰的動作作為產(chǎn)品使用的主動作。產(chǎn)品打開方式見圖7。

明確了材料工業(yè)生產(chǎn)形式和使用規(guī)范，作者開始進(jìn)行設(shè)計流程中的產(chǎn)品草圖階段，以便敲定產(chǎn)品及模具的形態(tài)。設(shè)計前作者進(jìn)行了現(xiàn)階超市購物用戶追蹤，并設(shè)計用戶使用場景流程圖、思考產(chǎn)品未來在超市上架的場景和未來超市的組成概念，并設(shè)計品牌GLOB。假設(shè)在未來超市場景下所有產(chǎn)品都以GLOB的形式出現(xiàn)，如何運(yùn)輸、儲存、銷售一系列問題。產(chǎn)品細(xì)節(jié)包括尺寸和產(chǎn)品所顯示的必要信息，其中最重要的信息就是產(chǎn)品名稱，產(chǎn)品重量，產(chǎn)品價格，未來包裝擁有自己的信息碼，消費(fèi)者可以從信息碼中看到產(chǎn)品的原產(chǎn)地以及運(yùn)輸?shù)倪^程。為節(jié)約資源作者將模具設(shè)計與產(chǎn)品的形狀一致，最大程度地節(jié)約材料和加工成本，以便在新鮮處理生鮮的第一時間將食物封存在瓊脂中，保證最新鮮的食材送到消費(fèi)者手中。將可持續(xù)環(huán)節(jié)置入整個流程，在用戶環(huán)節(jié)的最后一步也能得到充分體現(xiàn)，包裝所產(chǎn)生的瓊脂塊廢料又是很好的施肥材料，消費(fèi)者取出生鮮產(chǎn)品后可以將瓊脂塊放入花盆中充當(dāng)花肥，或是直接丟進(jìn)廚余垃圾筒，瓊脂塊可在七天之內(nèi)完全消失，真正做到零污染零浪費(fèi)。產(chǎn)品細(xì)節(jié)及尺寸如圖8。

可持續(xù)未來食品設(shè)計案例GLOB產(chǎn)品是透明的，不僅包裝且產(chǎn)品的信息設(shè)計易于獲取細(xì)節(jié)。從數(shù)量來看，該產(chǎn)品旨在容納一定數(shù)量的肉類，海鮮或其他產(chǎn)品，相當(dāng)于個人的單一服務(wù)。從材料來看，該產(chǎn)品包裝由瓊脂制成，將瓊脂液及產(chǎn)品中置入現(xiàn)成的模具中，待瓊脂定型后，在產(chǎn)品周圍形成保護(hù)層。產(chǎn)品尺寸為18x9x5厘米。從尺寸來看，選擇的尺寸與單個服務(wù)常見商業(yè)包裝尺寸相符，即13.5x13.5厘米。該產(chǎn)品高效存儲，易于打開和處置。從圖片可以看到產(chǎn)品背部擁有幫助消費(fèi)者剝開產(chǎn)品的引導(dǎo)線。以及代表新鮮度的顏色，顏色可以反映出產(chǎn)品新鮮度，從黃色變到不新鮮的藍(lán)色，消費(fèi)者可以簡易地判斷食物的品質(zhì)。產(chǎn)品細(xì)節(jié)及尺寸如圖9。

結(jié)語

作者以設(shè)計作品GLOB未來生鮮包裝設(shè)計案例為例，對可持續(xù)未來食品設(shè)計進(jìn)行探究，目的是希望改變?nèi)藗兊乃季S方式，以最大程度地減少資源消耗，并選擇對環(huán)境影響較小資源的意識，從一種新的角度去看待可持續(xù)發(fā)展問題。可持續(xù)發(fā)展是一學(xué)習(xí)的過程，通過不斷探索試錯引發(fā)人們思考如何應(yīng)對現(xiàn)有問題，如何重建我們所在的環(huán)境【11】。作為設(shè)計師，我們有責(zé)任解決人類與地球之間的復(fù)雜關(guān)系。為了使我們能夠找到滿足世界人口需求的解決方案，需要提供理想且可持續(xù)的解決方案。作者通過對可持續(xù)材料探究，試驗(yàn)對比食物廢棄物與瓊脂材料于食品包裝的可能性，并驗(yàn)證瓊脂材料等藻類提取物更適用于未來可持續(xù)食品包裝。經(jīng)過這一研究作者對可持續(xù)設(shè)計有了更深地認(rèn)識，希望對如何將可持續(xù)材料推廣以及如何零污染工業(yè)化生產(chǎn)做進(jìn)一步研究。愿在不久的將來，我們可以擁有GLOB一樣的生活方式，我們生活的地球沒有塑料污染。作者相信設(shè)計師有潛力創(chuàng)造出適合未來世界的新儀式，作者預(yù)見了可生物降解的工具、器具和容器的未來，希望GLOB設(shè)計案例在不久的未來能夠?qū)崿F(xiàn)。

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