生物基可降解食品包裝材料關(guān)鍵技術(shù)研究

蘇小波

關(guān)鍵詞：生物基可降解;食品包裝;關(guān)鍵技術(shù)

食品的包裝材料一般會(huì)與食品產(chǎn)生直接的接觸，材料的選擇更會(huì)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(wèn)題比較突出，非降解食品包裝造成的技術(shù)性貿(mào)易壁壘也在逐漸形成。因此對(duì)于食品包裝材料的研發(fā)和應(yīng)用來(lái)說(shuō)，需要對(duì)環(huán)境和食品自身的安全性進(jìn)行有效的保證。

一、傳統(tǒng)食品包裝帶來(lái)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(chǎn)品，具有易攜帶、成本低的優(yōu)勢(shì)性特點(diǎn)，一度得到了非常廣泛的使用。但是因?yàn)樗芰习b基本上無(wú)法在自然的環(huán)境中得到降解，因此會(huì)很容易就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重性的環(huán)境污染問(wèn)題?，F(xiàn)階段世界上每年的塑料制品產(chǎn)量大于2億噸，而且還在以每年5%的速度進(jìn)行持續(xù)性的增長(zhǎng)。塑料的產(chǎn)量一直增長(zhǎng)，但是卻得不到有效的降解處理，長(zhǎng)此以往就會(huì)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(shí)現(xiàn)對(duì)包裝性能的改變，經(jīng)常會(huì)添加增塑劑和穩(wěn)定劑，但是這些添加的材料會(huì)對(duì)人體造成不良的影響。傳統(tǒng)食品包裝中不僅會(huì)有添加劑，還會(huì)與食品產(chǎn)生直接的接觸，一旦食用之后就會(huì)影響到身體健康狀態(tài)。

二、食品包裝相關(guān)材料概述

（一）生物質(zhì)材料

木本、禾本、藤本植物等生物質(zhì)材料是構(gòu)成生物基可降解包裝材料的重要內(nèi)容，并且在目前的食品包裝材料生產(chǎn)中也都占據(jù)著一定的地位。對(duì)于現(xiàn)階段的生物質(zhì)材料來(lái)說(shuō)，它主要是將花生殼、秸稈和稻殼等植物剩余物進(jìn)行一定的加工，其中包括物理化學(xué)技術(shù)和生物科學(xué)等技術(shù)性手段，利用這樣的綜合性加工方式來(lái)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(jié)構(gòu)和光學(xué)特征結(jié)構(gòu)，這些特點(diǎn)可能會(huì)對(duì)傳統(tǒng)塑料生成的污染產(chǎn)物進(jìn)行減少，同時(shí)在材料生產(chǎn)的過(guò)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(xiàn)象。對(duì)于生物材料來(lái)說(shuō)，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(cuò)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(shí)間內(nèi)得到降解的材料，這種材料可以被微生物或者是分泌物進(jìn)行分解，其中包括生物、化學(xué)的分解。在分解的過(guò)程中，其分子量會(huì)隨之出現(xiàn)一定的變化。最后在進(jìn)行分解的產(chǎn)物當(dāng)中以氧氣和二氧化碳碳水化合物形態(tài)出現(xiàn)。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(guò)程反應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行簡(jiǎn)要的分類(lèi)。就目前來(lái)說(shuō)，天然的可生物降解基本上都屬于酶解型的，比如說(shuō)蛋白質(zhì)、核酸等高分子材料。這些材料在現(xiàn)階段的應(yīng)用和發(fā)展下，已經(jīng)涉及很多方面的內(nèi)容，其中的食品包裝層面就需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，需要對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)的研究。

三、生物基可降解食品包裝的主要內(nèi)容

（一）食品包裝的設(shè)計(jì)原則

將生物可降解高分子材料作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行食品包裝的設(shè)計(jì)，一般都需要遵循一定的原則。首先來(lái)說(shuō)，需要對(duì)能源節(jié)約進(jìn)行關(guān)注，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)天然的高分子材料進(jìn)行關(guān)注，將其結(jié)構(gòu)作為主要依據(jù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)一般都會(huì)涉及不少的學(xué)科和領(lǐng)域，在對(duì)不同環(huán)境下的食品包裝進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要采用不同的方法進(jìn)行處理。食品安全性保障是必須要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，需要對(duì)高分子材料方法進(jìn)行詳細(xì)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(duì)高分子材料進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程中，最需要進(jìn)行關(guān)注的內(nèi)容就是高分子材料的結(jié)構(gòu)，要讓其成品具有包裝的性能，還要對(duì)研發(fā)出來(lái)的成品性能進(jìn)行積極的拓展，讓其可以具有相應(yīng)的機(jī)械性能。在對(duì)高分子可降解材料進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，是將材料結(jié)構(gòu)的預(yù)估作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行改造，通過(guò)這樣的方式來(lái)推出成品包裝設(shè)計(jì)。

（二）食品包裝的設(shè)計(jì)

在高分子材料食品包裝的設(shè)計(jì)當(dāng)中，合成是最為關(guān)鍵的一個(gè)步驟。合成技術(shù)是通過(guò)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行利用，將其應(yīng)用在單個(gè)單體分子當(dāng)中，采用這樣的方式合成高分子材料。在對(duì)天然存在的高分子材料進(jìn)行加工和改造的時(shí)候，需要對(duì)具體的需求進(jìn)行關(guān)注，根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)選擇出不同的技術(shù)來(lái)做好應(yīng)對(duì)。就目前的情況來(lái)看，傳統(tǒng)合成技術(shù)已經(jīng)無(wú)法地當(dāng)下的發(fā)展需求進(jìn)行有效的滿(mǎn)足，需要將具體實(shí)際中的需求性能作為依據(jù)來(lái)對(duì)材料設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。但是需要注意的內(nèi)容是，在改進(jìn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中依舊遵循相應(yīng)的原則。

（三）生物基可降解食品包裝材料類(lèi)型

1.淀粉基

淀粉屬于植物體中儲(chǔ)存的養(yǎng)分物質(zhì)，不同植物的不同部位都存在著相應(yīng)的淀粉，主要的目的就是對(duì)植物正常生長(zhǎng)進(jìn)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(jià)格也比較低廉，是現(xiàn)階段常見(jiàn)的可降解食品包裝材料?，F(xiàn)代工業(yè)為了更好地發(fā)揮出淀粉的優(yōu)勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的大分子改造，對(duì)成本問(wèn)題進(jìn)行了很好的解決。對(duì)于淀粉來(lái)說(shuō)，它的主要成分就是碳水化合物，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性，并且有著不錯(cuò)的物理性能，這些特點(diǎn)都為食用包裝打開(kāi)了新的研究和發(fā)展方向。

2.纖維基

植物的纖維物質(zhì)數(shù)量大，并且屬于可再生資源，在地球上有著較為豐富的儲(chǔ)量。纖維素和木質(zhì)素作為天然高分子材料，憑借著自身儲(chǔ)量高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，成為可以輕松復(fù)制的高分子材料，應(yīng)用起來(lái)可以實(shí)現(xiàn)自行降解的功能，將其應(yīng)用在包裝生產(chǎn)當(dāng)中可以得到更好的環(huán)保價(jià)值。纖維素不僅在自然界中占據(jù)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(yīng)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(shè)計(jì)方法和原則的基礎(chǔ)上，原有的傳統(tǒng)包裝發(fā)展有了一個(gè)新的方向。在社會(huì)不斷發(fā)展的背景下，食品包裝和環(huán)境領(lǐng)域開(kāi)始對(duì)高分子材料的應(yīng)用進(jìn)行關(guān)注，并且逐漸的將其作為主要的材料類(lèi)型來(lái)進(jìn)行分析。對(duì)目前可再生降解的高分子材料來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法對(duì)現(xiàn)有的生活需求進(jìn)行有效滿(mǎn)足，必須要對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行進(jìn)一步關(guān)注。從社會(huì)發(fā)展層面來(lái)看，對(duì)于環(huán)保且污染的高分子材料已經(jīng)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。