浅析绿色可降解食品包装材料的应用与进展

食品包装在现代生活中起着重要的作用，可以有效地保护食品，确保产品质量，方便运输和宣传。随着人们生活水平的提高，食品包装也越来越安全、环保和健康。传统的食品包装材料容易对环境产生污染，会影响公众健康安全。因此，绿色包装材料已经成为现代食品包装发展的一个必然趋势。

在这类材料当中，以可降解材料的研究和应用最为热门。可降解材料主要包括可生物降解、可回收利用以及可循环再生材料。其中，可生物降解的材料不仅对生态环境没有损害，还能带来经济和社会效益，因此成为目前的重点研究方向。目前可生物降解材料多用于糖果、酸奶、烘焙产品、新鲜果蔬农副产品等食品的包装。

本文重点阐述和讨论了可降解绿色食品包装材料的发展状况，并分析各种材料的优缺点，希望可以为今后选择适合的包装材料提供一定的参考。

可降解绿色食品包装材料

目前食品包装中多数的塑料制品都是不可降解的，严重危害生态环境，因此可降解食品包装的研究日益受到重视。可生物降解食品包装材料是以天然可降解材料（例如，淀粉及其衍生物、蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素、甲壳素等）为原料，采用先进工艺和设备制备而成，废弃后能被环境微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水。总体来说，可降解绿色食品包装材料主要包括以下七大类：

1. 天然材料。天然材料是指自然产生的物质，有些可以直接使用，而有些需要经过加工和质量检验。目前市场上大部分的天然材料都是植物性的。

2. 可食性包装材料。可食用包装材料是利用一些可食用的物质，如糖类、纤维素类、脂肪类、蛋白质类等，与被包装的食品的性质相结合，从而制成的一种新型包装材料。这类材料不仅无毒无害，成本低廉，而且对环境没有任何污染。同时，由于其具备可食用性的特点，越来越受到市场的欢迎。

3. 可生物降解材料。可生物降解材料是指可以在自然界中随着微生物的活动而分解成水和二氧化碳的一类材料。其生物降解主要包括3个阶段：天然微生物在聚合物材料表面吸附并破坏其表面；通过微生物产生的分解酶，聚合物质被分解成小分子物质；在微生物的生理代谢期间，小分子物质会被进一步转变成水和二氧化碳。可生物降解包装材料主要分为四大类：化学可降解材料、混合型可降解材料、微生物可降解材料以及自然材料。

4. 热降解材料。热降解材料的原理是在高温下将聚合物通过热分解作用分解成小分子物质。根据热分解的机制，热分解材料可分成解聚和随机断裂两类。解聚热分解是指在较高温度下，使大分子末端发生断裂，生成游离基。随后按照链式反应原理对单体进行进一步分解。在单体分离以后的一定时间内，分子量不会有太大的改变。随机断裂，就是将大分子长链分解成短自由基，随后再与大分子长链发生反应，形成不同的小分子。

5. 光降解材料。光降解材料是一种能够在一定的环境中快速分解的材料。一般而言，光降解材料的电子活动与其可吸收光谱中的紫外线，以及材料的一些特性如可分解性、氧化性和可降解性等有关。光降解材料作为一种新型的包装材料，通过利用光催化作用在光环境中发生化学反应，达到降解的目的。与传统材料相比，光降解材料具有工艺简单、降解能力强、成本低廉等优点。

6. 机械降解材料。机械降解是指在加工过程中，由于机械力作用，导致材料的局部发生热和自由基分解的降解过程。这种降解方法虽然步骤简单，但若处理不当，很可能会引起其他反应。许多可降解物质都可采用机械方法进行降解。

7. 纳米包装材料。纳米包装材料主要是通过对原材料进行纳米修饰，提高其各种特性，如防潮性、降解性、抗菌性、耐热性、阻气性和机械强度等，并赋予其新的特性。目前，纳米材料主要有3类：耐高温绝缘材料、抗菌性材料和保鲜性材料。

可降解食品包装材料

1. 淀粉基材料。淀粉基材料是一种以淀粉为原料，经过与其他物质的混合加工而成的一种包装材料。它的成本低廉，易于降解，成型性能良好，并且来源广泛，因此成为当今较流行的可降解材料之一。

2. 壳聚糖（CS）。壳聚糖（CS）具有独特的结构和作用，这也使得其具有良好的可生物降解性能，成为了一种新型的抗微生物包装膜材料但是，然而，由于其价格昂贵、抗菌率低、抑制范围窄等，又限制了其的广泛应用。

3. 聚己内酯（PCL）。聚己内酯是一种半结晶型的热塑性材料，具有良好的柔韧性、热稳定性和生物相容性，但同时也因其刚性不足、强度低等原因限制了其应用范围。

4. 聚羟基脂肪酸酯（PHA）。聚羟基脂肪酸酯是一种由微生物在养分和代谢失衡的环境中合成的聚合物。该复合材料在具有优良的吸油性和疏水性的同时，又能够保持其原有的良好性能。而且它不但可以生物降解，还能够重复使用，是一种具有广泛发展前景的复合材料。

5. 抗菌包装材料。抗菌包装材料是通过添加具有抑制细菌生长的物质来延长食品的保鲜期限并预防细菌污染。其中，纳米材料就是一种非常有效的抗菌材料，可以在包装材料表面制造出微小的凹凸纹路，从而阻碍细菌的生长和扩散。

6. 气调包装材料。空气调节包装材料是通过调节包装材料内部的温度、气体浓度、湿度等环境因素，来提高使用寿命并防止食品腐败变质。

可降解食品包装材料中的关键技术

1. 改性技术。改性技术在可降解食品包装材料研究中扮演着至关重要的角色。它可以改善基础材料的性能，如增强抗氧化性、机械性能或可降解性等，以满足多方面的需求。

目前，常用的改性技术是物理改性和化学改性。前者通过添加剂、填料等来改变基础材料的性能。而后者则通过材料的化学反应来实现。因此，科学家们有必要更深入地研究和分析原材料的结构以及相对应的改性技术，这样才能够推动可降解食品包装材料的不断发展和应用，并更好地满足人们对环保、安全和可持续发展的需求。

2. 合成技术。合成技术是可降解食品包装材料的研究中是一个重要的方向。常用的合成技术包括溶剂/非溶剂溶液法、气相聚合法、熔融聚合法、原位聚合法等。这些技术通过不断的改良和创新，已经可以在更低的成本下生产出性能更为优秀的可降解食品包装材料。

然而，有研究表明，高分子材料的聚合反应往往需要水和能量才能进行，不是自发反应，在生产过程中可能会产生很多副产物，其中大多具有毒 性，对生产人员的健康会有重大影响。因此，合成工艺面临一定的问题。为了适应合成工艺的特点和规律，并更好地完善合成技术，需要采用少能量、少材料、高性能的合成方法。

写在最后

当前，随着环境保护意识的不断提高和对健康安全的持续关注，生物可降解的环保包装材料正迅速发展。由于其种类繁多，而且产品特性也不尽相同，因此被广泛应用于可生物降解的绿色食品包装袋产业中，以满足各种环境和情况下的需求。

尽管可生物降解绿色环保包装材料存在脆性大、生产成本高、热稳定性差等不足之处，使其在可持续发展的时代背景下越来越受到国家的广泛关注。因此，为了解决上述问题，科学家们还需要研究对其的改性方法，以开发新的环保包装材料，降低生产成本。

未来，随着环保意识的进一步加强，可降解绿色食品包装材料将会成为包装材料研究和应用的重要方向。同时，我们需要继续深入研究可降解绿色食品包装材料的可持续发展及应用，探索更加优质和高效的技术方案。在新型可降解绿色食品包装材料的研发上，需要在增强耐用性和性能等方面做更多的努力。此外，测定技术的不断改进和提高也将为可降解绿色食品包装材料应用提供更多的支持和保障。

总的来说，未来可降解绿色食品包装材料在环保、可持续和高效方面的发展潜力将会更加广阔，为推动包装材料行业的可持续发展做出新的贡献。

作者简介：

Ranksey，从事营养食品保健知识与新闻科普传播工作。