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可食用包装:塑料污染的 “终结者”?

新闻来源: 发布时间:2025-09-25 08:50:00

20259月,发表在《Processes》期刊上的一篇综述,探讨了可食用食品包装的多个方面,重点关注一次性、速溶可食用包装袋。塑料食品包装通常不可生物降解,是造成环境污染的重要源头。目前,以生物聚合物或多功能材料为主要基材的新型包装体系正在研发中,旨在替代塑料及其他合成聚合物。这类可食用涂层和薄膜能让食品保持新鲜、完好、风味纯正且香气浓郁,同时延长食品保质期。

一、引言:食品包装发展历程

全球每年约有三分之一的食品产量被浪费,浪费量约达 13 亿吨,价值超过 万亿美元。更优质的食品包装有助于减少食品腐败变质,而腐败变质是导致食品浪费的主要原因之一。

在人类古代历史中,天然食品包装材料包括树叶、葫芦、贝壳,以及可生物降解的草编、

竹编或木质容器。后来,陶器和玻璃罐开始被使用,再之后纸张也成为了包装材料。

大约 150 年前,塑料包装问世,并一直盛行至今。它被广泛应用于多种食品保鲜方式,如气调包装、真空包装、无菌包装和活性包装。塑料包装能防止食品受到污染和腐败,锁住食品风味,保持食品外观完好,还能提升产品的吸引力。

然而,塑料的环境成本使其在部分消费者中的受欢迎程度下降,因此生物塑料应运而生。根据欧洲生物塑料协会(EBO)的定义,生物塑料指要么基于生物(来源于可再生生物质)、要么可生物降解的塑料,但并非所有生物塑料都同时具备这两种特性。

二、可食用食品包装

可食用涂层由 “一般认为安全GRAS)的化合物制成,并遵循 良好生产规范GMP)生产。这类涂层受欧盟和美国食品安全框架监管,可食用包装需符合与食品产品相同的标准。

可食用包装与欧盟 “绿色新政” 及相关法规的理念相符,例如欧盟 2020 年 绿色新政” 和第 1935/2004 号法规。这些政策和法规聚焦于优化本地废弃物管理、推进回收利用,以及减少对不可生物降解塑料的依赖。

可食用涂层和薄膜的形态有两种:一种是预成型的,另一种是通过在食品表面干燥材料形成的。这些薄膜的原料可能是可食用多糖、脂质和蛋白质。其中,多糖(如纤维素和淀粉)易于生物降解,能防潮,且能有效阻隔气体。多糖薄膜和蛋白质薄膜(由明胶或乳清蛋白制成)都具有坚固且柔韧的阻隔性,尤其是蛋白质薄膜的阻隔性能更优。

脂肪类物质(如蜡和脂肪酸)也能防水,但可能会产生油腻感,且无法形成连续的薄膜。因此,针对不同的应用场景和待保护食品的类型,选择合适的聚合物至关重要。

这类包装还可用于制作小袋,用于吸收水分、二氧化碳和乙烯,从而防止食品腐败、包装鼓胀或破裂,以及水果过度成熟。该综述指出,此类包装体系有助于推动循环经济发展。尽管欧盟的相关战略认为其可能对农村发展有益,但可食用包装的直接影响目前尚不明确。

 1. 食品应用中可食用包装袋的示例

包装袋主要成分

食品应用

效果

玉米醇溶蛋白

奶酪

5°C28天内,通过物理和微生物变化证明可保持奶酪品质

玉米醇溶蛋白和大豆分离蛋白

橄榄油

120天的储存期间,降低过氧化物值的升高(提高了氧化稳定性)

大豆多糖和猪肉明胶

速溶咖啡、椰子粉

30秒内溶于水;未对产品进行测试

乳清分离蛋白

速溶咖啡、沙拉酱

在热水(90°C)中溶解(完全或部分);未对产品进行测试

玉米淀粉、低甲氧基果胶和牛明胶

速溶咖啡

保持品质特性

橙皮、钙盐和柠檬酸

香草

未对产品进行测试

明胶和壳聚糖

虾油

提高氧化稳定性

鱼明胶

鸡皮油

提高氧化稳定性

可食用包装还具有以下其他优势:

便于食品、补充剂和药品的定量取用

符合饮食或医疗建议要求

减少包装材料用量

易于储存和运输

具备可持续性

有益环境健康

使用便捷

可食用包装需具备足够的厚度,且能抗光、防潮、阻气并耐热。要实现这些特性,需要对材料浓度、增塑剂类型、溶剂成分、pH 值、温度和薄膜厚度等参数进行调控。

数据驱动方法有助于更高效地研发性能更优、耐用性更强的食品涂层材料。纳米技术已能制造出极薄(纳米级)的防护涂层。微胶囊包埋是另一种技术手段,通过亲水或疏水材料将目标物质与外界隔离,具体包括宏观包埋、微观包埋和纳米包埋三种形式。

三、可食用食品包装的优势

食品包装能阻隔气体和微生物污染,从而抑制细菌导致的食品腐败、食品酸败以及其他生化变化。

此外,可食用包装还能降低与包装相关的碳足迹,减少对不可再生资源的依赖,同时减少食品包装废弃物的处理需求,并降低塑料包装材料释放氯、二噁英和呋喃等有害物质的排放量。

若可食用包装由食品生产过程中的副产品制成,还能提高生产效率并增加利润。可堆肥包装是另一项创新成果,但这类包装通常需要在特定条件下才能完全降解。

该综述强调,消费者的认知和接受度是关键因素。目前需解决消费者对食品风味改变或包装污染的担忧,同时,包装或保鲜过程中使用的部分合成添加剂(如亚硫酸盐)也引发了健康方面的顾虑。

四、水溶性食品涂层

一种极具前景的可食用包装形式是一次性速溶食品包装袋,其原料来源于可再生的植物或动物。这类包装可制成薄膜、包装纸、小袋或涂层,直接覆盖在食品表面,防止食品与外界环境接触。

研究表明,薄型速溶薄膜在多种食品(从食用油到肉类)中均表现良好。该综述引用了多个案例研究:用于速溶咖啡的乳清分离蛋白薄膜、用于椰子粉的大豆多糖 / 明胶薄膜、用于奶酪的玉米醇溶蛋白薄膜,以及用于虾油的明胶 壳聚糖混合薄膜。这些案例既体现了可食用包装的应用前景,也反映出其在技术层面存在的权衡问题。

文中还介绍了三种速溶技术,分别是口服薄膜、压缩片剂和冻干体系。

五、活性包装与智能包装

新型包装已不再局限于简单的机械涂层,功能更为丰富。活性包装和智能包装均旨在监测产品状态,并防止不良情况发生。

活性包装中添加了能调控食品储存环境的化合物,但这些化合物不会直接进入食品。它们可吸收氧气、水蒸气、乙烯和二氧化碳,还能去除特定异味,也可释放抗氧化剂或防腐剂等调节剂,或维持适宜的温度范围。重要的是,这些物质不会添加到食品本身中。

智能包装则是在包装中融入生物传感器及其他类型的传感器,通过监测 pH 值、二氧化碳浓度、氧气浓度、细菌化合物或毒素等参数,实现对食品质量和安全性的监控。

六、结论

尽管当前政策不鼓励使用一次性传统塑料,但环保型一次性可生物降解速溶可食用包装仍是一个极具前景的发展方向,尤其是当这类包装采用未被充分利用的食品成分制作时。

活性包装的功能不止于防止污染,它还能监测食品的氧化程度、储存温度、包装状态和保质期,从而提升食品对消费者的吸引力。

使用速溶食品包装袋(尤其是遇水即溶的类型)可能会引发一场规模化的食品包装革命。这类包装可用于单份装的干货食品和速溶饮品,也适用于食用油和粉末类食品。其优势体现在包装效率、包装拆除与处理便捷性,以及该包装形式本身的便利性等多个方面。

然而,该综述也强调,目前仍存在一些挑战亟待解决,例如如何提高包装的机械强度、确保其防潮阻氧性能、获得监管部门的批准,以及让消费者相信其安全性和品质。

由安全可食用材料制成的可食用包装袋,是一种可生物降解的选择,能自然降解,从而减少污染并降低废弃物处理需求。