生物基可降解食品包装材料关键技术研究

苏小波

关键词：生物基可降解;食品包装;关键技术

食品的包装材料一般会与食品产生直接的接触，材料的选择更会直接影响到食品的安全性和人们的身体健康。传统塑料包装所引发的食品安全性问题比较突出，非降解食品包装造成的技术性贸易壁垒也在逐渐形成。因此对于食品包装材料的研发和应用来说，需要对环境和食品自身的安全性进行有效的保证。

一、传统食品包装带来的危害

（一）环境污染

传统的食品包装材料主要为塑料产品，具有易携带、成本低的优势性特点，一度得到了非常广泛的使用。但是因为塑料包装基本上无法在自然的环境中得到降解，因此会很容易就会产生严重性的环境污染问题。现阶段世界上每年的塑料制品产量大于2亿吨，而且还在以每年5%的速度进行持续性的增长。塑料的产量一直增长，但是却得不到有效的降解处理，长此以往就会给环境造成不可估量的破坏。

（二）安全隐患

传统的塑料包装原材料主要是石油，但是实现对包装性能的改变，经常会添加增塑剂和稳定剂，但是这些添加的材料会对人体造成不良的影响。传统食品包装中不仅会有添加剂，还会与食品产生直接的接触，一旦食用之后就会影响到身体健康状态。

二、食品包装相关材料概述

（一）生物质材料

木本、禾本、藤本植物等生物质材料是构成生物基可降解包装材料的重要内容，并且在目前的食品包装材料生产中也都占据着一定的地位。对于现阶段的生物质材料来说，它主要是将花生壳、秸秆和稻壳等植物剩余物进行一定的加工，其中包括物理化学技术和生物科学等技术性手段，利用这样的综合性加工方式来制造出性能优异的包装材料。这种新型的食品包装材料具有特定的立体结构和光学特征结构，这些特点可能会对传统塑料生成的污染产物进行减少，同时在材料生产的过程中也不需要使用大量的有毒试剂，能够在很大程度上减少污染的现象。对于生物材料来说，它本身就是取之于微生物快速降解的区域，因此能够发挥出不错的生态效益。

（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境和时间内得到降解的材料，这种材料可以被微生物或者是分泌物进行分解，其中包括生物、化学的分解。在分解的过程中，其分子量会随之出现一定的变化。最后在进行分解的产物当中以氧气和二氧化碳碳水化合物形态出现。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过程反应对材料进行简要的分类。就目前来说，天然的可生物降解基本上都属于酶解型的，比如说蛋白质、核酸等高分子材料。这些材料在现阶段的应用和发展下，已经涉及很多方面的内容，其中的食品包装层面就需要重点关注的内容，需要对其进行重点的研究。

三、生物基可降解食品包装的主要内容

（一）食品包装的设计原则

将生物可降解高分子材料作为基础来进行食品包装的设计，一般都需要遵循一定的原则。首先来说，需要对能源节约进行关注，在进行具体设计的过程中需要对天然的高分子材料进行关注，将其结构作为主要依据来进行相应设计。具体的设计一般都会涉及不少的学科和领域，在对不同环境下的食品包装进行设计的时候，需要采用不同的方法进行处理。食品安全性保障是必须要重点关注的内容，需要对高分子材料方法进行详细的研究和分析，避免包装给食品和环境造成污染的危害。在对高分子材料进行研发的过程中，最需要进行关注的内容就是高分子材料的结构，要让其成品具有包装的性能，还要对研发出来的成品性能进行积极的拓展，让其可以具有相应的机械性能。在对高分子可降解材料进行设计的时候，是将材料结构的预估作为基础来进行改造，通过这样的方式来推出成品包装设计。

（二）食品包装的设计

在高分子材料食品包装的设计当中，合成是最为关键的一个步骤。合成技术是通过对化学反应进行利用，将其应用在单个单体分子当中，采用这样的方式合成高分子材料。在对天然存在的高分子材料进行加工和改造的时候，需要对具体的需求进行关注，根据实际的情况来选择出不同的技术来做好应对。就目前的情况来看，传统合成技术已经无法地当下的发展需求进行有效的满足，需要将具体实际中的需求性能作为依据来对材料设计进行改进。但是需要注意的内容是，在改进设计的过程中依旧遵循相应的原则。

（三）生物基可降解食品包装材料类型

1.淀粉基

淀粉属于植物体中储存的养分物质，不同植物的不同部位都存在着相应的淀粉，主要的目的就是对植物正常生长进行保障。淀粉在各种环境中都具有完全的生物降解性，并且再生周期比较短，价格也比较低廉，是现阶段常见的可降解食品包装材料。现代工业为了更好地发挥出淀粉的优势，对其进行了相应的大分子改造，对成本问题进行了很好的解决。对于淀粉来说，它的主要成分就是碳水化合物，具有结构稳定的特性，并且有着不错的物理性能，这些特点都为食用包装打开了新的研究和发展方向。

2.纤维基

植物的纤维物质数量大，并且属于可再生资源，在地球上有着较为丰富的储量。纤维素和木质素作为天然高分子材料，凭借着自身储量高且结构简单的特点，成为可以轻松复制的高分子材料，应用起来可以实现自行降解的功能，将其应用在包装生产当中可以得到更好的环保价值。纤维素不仅在自然界中占据着非常大的比例，并且可以在不同环境中存在，如果将其改造成为纤维基高分子材料就能形成可以广泛应用的食品包装材料基材。

（四）生物基可降解食品包装的发展

在高分子食品包装设计方法和原则的基础上，原有的传统包装发展有了一个新的方向。在社会不断发展的背景下，食品包装和环境领域开始对高分子材料的应用进行关注，并且逐渐的将其作为主要的材料类型来进行分析。对目前可再生降解的高分子材料来说，简单的产品设计已经无法对现有的生活需求进行有效满足，必须要对实际需求进行进一步关注。从社会发展层面来看，对于环保且污染的高分子材料已经愈加重视，可降解食品包装材料的发展，也将朝着新高度不断发展。