生物基可降解食品包裝材料關鍵技術研究

蘇小波

關鍵詞：生物基可降解;食品包裝;關鍵技術

食品的包裝材料一般會與食品產生直接的接觸，材料的選擇更會直接影響到食品的安全性和人們的身體健康。傳統(tǒng)塑料包裝所引發(fā)的食品安全性問題比較突出，非降解食品包裝造成的技術性貿易壁壘也在逐漸形成。因此對于食品包裝材料的研發(fā)和應用來說，需要對環(huán)境和食品自身的安全性進行有效的保證。

一、傳統(tǒng)食品包裝帶來的危害

（一）環(huán)境污染

傳統(tǒng)的食品包裝材料主要為塑料產品，具有易攜帶、成本低的優(yōu)勢性特點，一度得到了非常廣泛的使用。但是因為塑料包裝基本上無法在自然的環(huán)境中得到降解，因此會很容易就會產生嚴重性的環(huán)境污染問題。現階段世界上每年的塑料制品產量大于2億噸，而且還在以每年5%的速度進行持續(xù)性的增長。塑料的產量一直增長，但是卻得不到有效的降解處理，長此以往就會給環(huán)境造成不可估量的破壞。

（二）安全隱患

傳統(tǒng)的塑料包裝原材料主要是石油，但是實現對包裝性能的改變，經常會添加增塑劑和穩(wěn)定劑，但是這些添加的材料會對人體造成不良的影響。傳統(tǒng)食品包裝中不僅會有添加劑，還會與食品產生直接的接觸，一旦食用之后就會影響到身體健康狀態(tài)。

二、食品包裝相關材料概述

（一）生物質材料

木本、禾本、藤本植物等生物質材料是構成生物基可降解包裝材料的重要內容，并且在目前的食品包裝材料生產中也都占據著一定的地位。對于現階段的生物質材料來說，它主要是將花生殼、秸稈和稻殼等植物剩余物進行一定的加工，其中包括物理化學技術和生物科學等技術性手段，利用這樣的綜合性加工方式來制造出性能優(yōu)異的包裝材料。這種新型的食品包裝材料具有特定的立體結構和光學特征結構，這些特點可能會對傳統(tǒng)塑料生成的污染產物進行減少，同時在材料生產的過程中也不需要使用大量的有毒試劑，能夠在很大程度上減少污染的現象。對于生物材料來說，它本身就是取之于微生物快速降解的區(qū)域，因此能夠發(fā)揮出不錯的生態(tài)效益。

（二）可生物降解高分子材料

可生物降解的高分子材料指的是可以在一定環(huán)境和時間內得到降解的材料，這種材料可以被微生物或者是分泌物進行分解，其中包括生物、化學的分解。在分解的過程中，其分子量會隨之出現一定的變化。最后在進行分解的產物當中以氧氣和二氧化碳碳水化合物形態(tài)出現。可生物降解的高分子材料在自然界中就有存在，一般可以按照生物降解的方式和降解的過程反應對材料進行簡要的分類。就目前來說，天然的可生物降解基本上都屬于酶解型的，比如說蛋白質、核酸等高分子材料。這些材料在現階段的應用和發(fā)展下，已經涉及很多方面的內容，其中的食品包裝層面就需要重點關注的內容，需要對其進行重點的研究。

三、生物基可降解食品包裝的主要內容

（一）食品包裝的設計原則

將生物可降解高分子材料作為基礎來進行食品包裝的設計，一般都需要遵循一定的原則。首先來說，需要對能源節(jié)約進行關注，在進行具體設計的過程中需要對天然的高分子材料進行關注，將其結構作為主要依據來進行相應設計。具體的設計一般都會涉及不少的學科和領域，在對不同環(huán)境下的食品包裝進行設計的時候，需要采用不同的方法進行處理。食品安全性保障是必須要重點關注的內容，需要對高分子材料方法進行詳細的研究和分析，避免包裝給食品和環(huán)境造成污染的危害。在對高分子材料進行研發(fā)的過程中，最需要進行關注的內容就是高分子材料的結構，要讓其成品具有包裝的性能，還要對研發(fā)出來的成品性能進行積極的拓展，讓其可以具有相應的機械性能。在對高分子可降解材料進行設計的時候，是將材料結構的預估作為基礎來進行改造，通過這樣的方式來推出成品包裝設計。

（二）食品包裝的設計

在高分子材料食品包裝的設計當中，合成是最為關鍵的一個步驟。合成技術是通過對化學反應進行利用，將其應用在單個單體分子當中，采用這樣的方式合成高分子材料。在對天然存在的高分子材料進行加工和改造的時候，需要對具體的需求進行關注，根據實際的情況來選擇出不同的技術來做好應對。就目前的情況來看，傳統(tǒng)合成技術已經無法地當下的發(fā)展需求進行有效的滿足，需要將具體實際中的需求性能作為依據來對材料設計進行改進。但是需要注意的內容是，在改進設計的過程中依舊遵循相應的原則。

（三）生物基可降解食品包裝材料類型

1.淀粉基

淀粉屬于植物體中儲存的養(yǎng)分物質，不同植物的不同部位都存在著相應的淀粉，主要的目的就是對植物正常生長進行保障。淀粉在各種環(huán)境中都具有完全的生物降解性，并且再生周期比較短，價格也比較低廉，是現階段常見的可降解食品包裝材料。現代工業(yè)為了更好地發(fā)揮出淀粉的優(yōu)勢，對其進行了相應的大分子改造，對成本問題進行了很好的解決。對于淀粉來說，它的主要成分就是碳水化合物，具有結構穩(wěn)定的特性，并且有著不錯的物理性能，這些特點都為食用包裝打開了新的研究和發(fā)展方向。

2.纖維基

植物的纖維物質數量大，并且屬于可再生資源，在地球上有著較為豐富的儲量。纖維素和木質素作為天然高分子材料，憑借著自身儲量高且結構簡單的特點，成為可以輕松復制的高分子材料，應用起來可以實現自行降解的功能，將其應用在包裝生產當中可以得到更好的環(huán)保價值。纖維素不僅在自然界中占據著非常大的比例，并且可以在不同環(huán)境中存在，如果將其改造成為纖維基高分子材料就能形成可以廣泛應用的食品包裝材料基材。

（四）生物基可降解食品包裝的發(fā)展

在高分子食品包裝設計方法和原則的基礎上，原有的傳統(tǒng)包裝發(fā)展有了一個新的方向。在社會不斷發(fā)展的背景下，食品包裝和環(huán)境領域開始對高分子材料的應用進行關注，并且逐漸的將其作為主要的材料類型來進行分析。對目前可再生降解的高分子材料來說，簡單的產品設計已經無法對現有的生活需求進行有效滿足，必須要對實際需求進行進一步關注。從社會發(fā)展層面來看，對于環(huán)保且污染的高分子材料已經愈加重視，可降解食品包裝材料的發(fā)展，也將朝著新高度不斷發(fā)展。