食品新型包裝材料及智能包裝關鍵裝備研發專題·編者按

華南理工大學 扶 雄

目前，全球食品加工產業正朝著多領域、多梯度、深層次、高技術、智能化、低能耗、全利用、高效率、可持續的方向發展。現代食品加工產業成為拉動我國國民經濟發展新興產業和新經濟增長點。為滿足人們日益增長的食品安全需求，符合綠色、環保及可持續發展的產業要求，實現包裝低成本、高效率、智能化的發展目標，我國亟待研究滿足現代食品包裝要求的生物基材料、加工關鍵技術、核心裝備和智能化灌裝裝備，建立新型食品包裝、活性調控技術及智能裝備體系，提升我國食品包裝產業的整體技術水平與國際競爭力。

針對新型食品綠色包裝創制及智能化加工等關鍵問題與重大科技需求，中華人民共和國科學技術部于2018年啟動了由華南理工大學牽頭承擔的國家重點研發計劃“現代食品加工及糧食收儲運技術與裝備”重點專項項目“食品新型包裝材料及智能包裝關鍵裝備研發”。項目共有23家單位參與，研發總經費3803萬元；項目以生物基環保包裝材料、活性智能包裝材料、粉狀與不規則固體食品和濃醬與黏稠食品的包裝設備等為研究對象，開展食品科技新方法建立、新技術突破、新裝備和新產品創制，推動科技創新鏈條的建設。

重點專項項目分為5個課題，分別由華南理工大學、鄭州大學、河南工業大學、大連工業大學、湖南工業大學5家單位負責。其中，課題1“活性保鮮與智能包裝材料制備關鍵技術研發”，針對現有包裝指示劑“濃度猝滅”效應、可食性包裝材料內外側的阻濕性相同、活性成分釋放不可控等難題，采用聚集誘導發光、活性成分負載界面固封、納米顆粒原位形成等技術，構建兼具智能指示與活性調控的新型包裝體系。課題2“生物基食品包裝材料制備關鍵技術研發”，針對現有生物基材料的加工性能差、力學與阻隔性能不足等問題，采用反應性擠出、多層復合、纖維素增強等關鍵技術提高生物基材料的應用性能，開發淀粉/聚乳酸（PLA）納米纖維素復合包裝材料、PLA/2, 5-呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）高阻隔復合包裝材料。課題3“新型生物基食品包裝制品研發與安全性評價”，針對現有生物基包裝制品在規模化生產中工藝復雜、設備繁多、成品率較低，及其綜合性能與傳統塑料制品有一定差距等問題，開展功能化生物基包裝制品研發，并對制品生產加工助劑及熱降解物中的受限物質進行檢測，建立包裝材料和制品中受限物質向食品模擬物的遷移模型，開發快速、高效、精準的受限物質檢測技術。課題4“粉體與不規則固體食品智能包裝設備研發”，針對粉體充填過程中產生的靜電及表面張力自聚成團造成的包裝故障、不規則固體食品包裝效率低等問題，研究粉體除靜電、多級納米快速粉氣分離、組合秤智能匹配及多級緩存給料等關鍵技術，實現粉體與不規則固體食品高效、高精度包裝。課題5“濃醬與黏稠食品智能包裝設備研發”，針對黏稠食品黏附拉絲、漏流等問題，采用無菌對接與多機器協同控制、復雜環境下黏稠物料流量主動感知、真空微正壓灌裝等技術，實現適應多種結構包裝容器的黏稠流體的高效、高精度、非接觸式平穩灌裝。

經過3年的努力，各單位圍繞課題任務進行了深入系統的研究，在理論與方法上均取得了重要進展，開發了一批核心加工裝備及國內領先的包（灌）裝生產線，建立了高性能生物基樹脂生產示范基地，構建了我國新型食品包裝加工多元化集成模式，實現了工程化技術集成應用和產業化示范，提升了我國食品包裝產業整體加工水平與國際競爭力。為了集中展示“食品新型包裝材料及智能包裝關鍵裝備研發”的最新研究成果，《包裝學報》特別開設食品新型包裝材料及智能包裝關鍵裝備研發專題欄目。經過同行評議，本專題刊發重點專項項目5個課題各1篇學術論文，分別由鄭州大學、青島農業大學、南京農業大學、河南工業大學以及湖南工業大學和廣州達意隆包裝機械股份有限公司相關研究人員負責撰寫。

為改善聚乳酸的力學性能、耐熱性、柔韌性等，需將其進行物理、化學改性。論文《聚乳酸改性與應用研究綜述 》介紹了乳酸單體制備方法、聚乳酸合成方法，對聚乳酸的性能和改性方法進行了概述和總結，并對未來的發展作了展望。

為解決包裝霧化問題，構建親水性/超親水性材料是一種有效策略。論文《短直鏈淀粉納米顆粒涂層制備超親水淀粉膜》以食品生物大分子淀粉為原料，采用納米涂層技術制備超親水淀粉膜，并分析了其性能，認為超親水淀粉膜在食品包裝、防霧、油水分離、自清洗等領域具有潛在的應用前景。

鄰苯二甲酸酯增塑劑是塑料工業最主要的增塑劑之一，廣泛應用于食品包裝、兒童玩具等領域。論文《鄰苯二甲酸酯增塑劑在可得然包裝膜中的遷移研究》研究了添加3種不同鄰苯二甲酸酯增塑劑的可得然包裝膜遷移問題，建立了可得然多糖膜中鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DEHP）在正己烷食品模擬物中的Weibull遷移模型。

粉體物料螺旋輸送過程中存在粉塵污染、輸送效率低的問題。論文《螺旋喂料裝置密實段參數優化設計及耦合仿真》以小麥淀粉為研究對象，設計了一種變螺距螺桿與微負壓真空倉結合的螺旋喂料裝置，并利用遺傳算法優化螺旋喂料裝置的參數，通過EDEM-Fluent耦合仿真分析所設計裝置的密實效果。

傳統灌裝成品缺陷檢測方法難以同時對多目標高速檢測。論文《基于輕量化YOLOv4的黏稠食品灌裝成品缺陷檢測》提出了一種基于輕量化YOLOv4的黏稠食品灌裝成品缺陷檢測方法，實現了對黏稠食品灌裝成品缺陷的多目標高速檢測。

雖然本專題的組織時間較為緊迫，但相關作者及審稿人努力克服困難，使得本專題能夠按時出版。在此，感謝各位作者的投稿支持，感謝各位評審專家的認真評審，也感謝《包裝學報》編輯部老師對稿件的精心編校。筆者相信，本專題的出版，一定能對相關領域的研究起到一定的借鑒作用。