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当我国绿色包装材料研发及应用对策三

发布时间:2021-09-09 10:45:46 阅读: 来源:平移门厂家

我国绿色包装材料研发及应用对策三

3 可食性包装材料

可食性包装材料以其原料丰富齐全,可以食用,对人体无害甚至有利,具有一定强度等特点,在近几年来获得了迅速发展。可食性包装材料现已广泛地用于食品、药品的包装。使用的方式有:将可食性包装材料制成薄膜,作为商品的内包装及外包装:裹包糖果;作为粘性糕点的衬垫;作为包装袋用以密封包装食品;浸涂商品而将商品包于膜壳内;制成一次性的饮料杯或快餐盛具等刚性与半刚性容器;制成肠衣、果衣与胶囊等。

可食性包装材料的原料主要有淀份、蛋白质、植物纤维和其它天然物质。

在以玉米、小麦、土豆、豆类、薯类等农作物为基材的可食性包装材料中,以玉米淀粉改性加工成可食性包装材料最为典型,且加工技术与实际应用都较成熟。根据其所加入的添加剂、酸碱处理,酶处理或氧化处理的方法不同,可以制成薄膜,也可挤出成型,作小食品的膜衣,还可制成既防水又防油的饮料杯和快餐盒等。

用蛋白质来制作可食性包装材料,有动物蛋白质与植物蛋白质之分。动物蛋白质取材于动物皮、骨、软骨组织等,此类的可食性材料具有非常好的强度、抗水性和透氧性,特别适用于肉类食品的包装,由大豆等提取的植物蛋白质,可加工成膜进行包装,具有较好的防潮隔氧能力,并具有一定的抗菌性,适合含脂肪食品的包装,不仅提高保质期,而且保持油性食品的原滋原味。

植物纤维类可食性包装材料以农副产品如麦麸、豆渣等和海草、海藻等海生植物为主要原料,这一类材料虽然营养价值不高,但多有减肥与保健的作用,如海藻酸钠,它不为人体所吸收,但却有降血糖,调理肠胃的生理作用,并且可使胆固醇排出体外和具有减缓中毒的功效。植物纤维可制成各种容器,连同食物在热烹后一起食用;或用于包装方便面调料时,遇热即化,遇水即溶,可不必拆包;还可制成果蔬的保鲜包装纸,以Venture-Bit正在Kickstarte上为这款机器举行众筹活动海藻酸钠为主要成份的可食性材料,对脂防与植物油具有不渗透性,是耐油包装的一种好材料。

可食性包装材料还可以虾蟹蚌蛎等可食用贝类的壳为主要原料,在自然界中储量十分丰富,产量仅次于纤维素。甲壳素在碱性条件下可从中提取壳聚糖,壳聚糖经改性后具有极好的成膜性,耐油性好,离水防潮性好,透明。这一类可食性包装材料现已广泛地用于水果、面包、冰淇淋等食品的包装。

可食性包装材料是一类极有发展前途的绿色包装材料。该领域内的研究也非常活跃,今后的发展方向是用上述主要原料的几种进行共混改性,以便更好地满足包装使用上的性能要求。如用各种蔬菜和淀粉制得的可食性包装纸,用食用明胶、蜂蜜、羟甲基纤维素等制成的用于包装方便面调料的水溶性可食包装材则产生共振、使试样上所受的交变负荷要比在电磁铁上所施加的鼓励力大于好多倍料等。

4 天然植物纤维包装材料

由木浆和草浆制作的纸材是人们最熟悉、应用最广泛的纤维包装材料,其原料来源广泛,废弃物既可以回收再生纸张,在自然环境中又容易腐化,是应用最多的绿色包装材料。近年又开发出一些新型的绿色纸包装材料,典型的品种是纸浆模塑和蜂窝纸板制品。纸浆模塑制品以废纸和植物纤维作原料,在模塑机上由特殊的模具塑造出一定形状的制品,是一种立体造纸技术,其制品被用作取代发泡塑料EPS的制品,广泛应用于餐具、禽蛋托盘、鲜果托盘、工业托盘、食品及其半成品包装、医疗器具包装等。我国西北农业大学在这一方面进行了大量的研究,研制和开发了果蔬包装内衬、禽蛋托盘、超市托盘、瓦楞芯纸、一次性餐具等系列产品。其生产工艺已经成熟,已经大量推向市场。蜂窝纸板由上下两张面纸和六边形的蜂窝芯纸粘合构成,具有纸质轻、强度高、刚度大、缓冲、隔热、隔音性能好的优点,是节木代木和取代EPS作缓冲衬垫的理想环保材料。

特指的天然植物纤维一般是指除树木外的天然生植物如蔗渣、棉秆、谷壳、玉米桔秆、稻草、麦秆等和废纸的纤维,天然生植物是一种来源十分丰富的可再生自然资源。据调查,我国每年的农作物桔秆在5亿吨以上。植物桔秆作为包装材料有许多优点,例如良好的缓;中性能,无毒、无臭,通气性能好,使用后能完全自然降解。近年,利用芦苇、稻草、麦桔、甘蔗渣、竹林等天然植物纤维开发出了一系列绿色包装制品。以竹为原料,生产出竹胶板包装箱、丝捆竹板箱,用于机电产品和重型机械的包装;将竹、稻草等植物纤维经高温杀菌后压制成纤维板,再经粉碎,加入填充料、粘合剂等搅拌后挤压成形,可制一次性快餐具,如经发泡膨化处理还可制作缓;中衬垫。西安建筑大学应用由于多数热塑性塑料材料不会在这个实验中断裂麦桔秆、稻草等天然植物纤维素材料为主要材料,配合安全无毒物质,开发出可完全降解的缓冲包装材料,该产品体积小、质量轻、压缩强度高,有一定柔韧性,在自然界中一个月可全降解为有机肥。

5 转基因植物包装材料

前面已提及,虽然目前利用微生物发酵合成生物降解包装材料的研究和开发工作已取得突破性进展,但仍存在如下问题:生产效率低,熔点和降解起始温差不大,结晶速度慢,加工困难,价格昂贵,实际应用受到限制。因此培育转基因植物生产脂肪聚酯PHB和PHAs等就成为研究和开发生物降解塑料的热点领域。

随着植物渐渐逼近检测载额基因工程的迅速发展,针对微生物发酵生产PHB存在价格昂贵等问题,一些大公司相继开展了利用转基因植物作为反应器生产的PHB等包装材料的研制工作。英国的ICI/Zeneca种子公司确立的长期目标是将细菌生物合成PHB的途径导入合适的作物以利用转基因植物大规模生产PHB/V包装材料:美国Monsanto公司1996年启动了一个重大项目,旨在建立用转基因油菜生产包装材料的技术体系。

Monsanto公司Houmiel等报道,他们利用从真养产碱杆菌(Alacaligenes eutrophus)等微生物中分离的参与PHB生物合成的关键酶基因,构建了一个包含4个目的基因(IlvA446IbklB/ph-Ba、phbBt phbC)的植物表达载体,每个目的基因前融合有编码拟叶绿体转送肽(ctp)和Lesguerella羧化酶启动子(P—Lhr),目的基因尾部融合有豌豆bcSE9基因的E93’序列终止子(E93’),其中目的基因phbB使用的上豌豆Bubisco小亚基转送肽。采用农杆菌介导法将此多基因表达载体导入油菜,转基因植物种子中含有7.7%鲜的PHB。进一步改变脂肪酸和氨基酸生物合成的中间产物流向,研究小组获得了能够合成积累PHB/V共聚物的转基因油菜,并证明该共聚物的积累并不影响油菜种子中油脂的合成和生产。

据报道,我国也已从真养产碱杆菌中克隆了PHB合成的2个关键酶基因(phbB和phbC),构建原核载体导入大肠杆菌获得了表达,还成功地将此基因导入马铃薯中。为了增加PHB产量,他们完成了phbA基因的克隆,并构建了种子特异性表达载体,用以转化油菜,基因产物将定位于油菜籽的按需质体中。(文/戴宏民 戴佩华) (待续)

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