2.食品包装中生物及人工合成可降解高分子材料的实践应用
如今,食品包装材料选用的是绿色生态环保的生物可降解高分子材料。与此同时,人类又发明了基于生物可降解高分子材料的人工合成可降解高分子材料,二者的生产制作,本质都是以生物来源为主,都代表了人类社会科学技术的发展进步。下文就首先介绍了食品包装中的生物可降解高分子材料[3]。
2.1食品包装中的生物可降解高分子材料实践应用
基于生物来源的可降解高分子材料,包括天然和微生物合成两种可降解材料。目前,比较常见的生物可降解高分子材料包括淀粉、蛋白質、壳聚糖等。
第一,淀粉。淀粉在日常生活中十分常见,来自谷类、薯类植物的种子、根茎等组织,属于多糖化合物产物。淀粉的可贵之处在于能够在任何环境中被完全降解,属于天然可降解材料。目前,天然淀粉和改性淀粉都能被应用于食品包装加工领域中。从淀粉的化学分子属性分析,其能够制作生成具有高合成属性的薄膜材料,这种材料透明且无色无味,同时具有低透氧性等特性。
淀粉膜作为聚合物也有缺陷,例如,其具有低机械性能与强透水性,导致淀粉薄膜在食品包装使用过程中受到一定限制。目前,淀粉可降解高分子材料有所改良,主要是将淀粉与PCL聚己内酯相互结合改性处理,制作生成了具有极高机械性能的单膜。如具有高质量的玉米淀粉+壳聚糖混合高分子可降解材料,这种材料制作生成的食品包装具有复合性与可食性,属于典型的具有柔韧性与延展性的复合膜。这种食品包装的单膜性能是相当理想的,可与其他各种生物可降解材料共同混合应用于食品包装加工领域。从作为食品包装产品的作用上看,这种淀粉包装复合薄膜在包装牛肉饼等炸制食品时,可抑制食品中脂肪的氧化与水分流失,可避免食品快速产生异味,因为较好地抑制了食品中微生物的增生速度,在肉制品包装保鲜过程中具有实用价值[4]。
第二,蛋白质。蛋白质作为另一种天然可降解材料,其中包含20多种蛋白原氨基酸,属于多肽化合物。如果对蛋白质进行热、酸、碱溶剂处理,就会改变其结构标准。
但是,相比目前市面上比较常见的合成膜,蛋白质膜在耐水性与机械强度方面表现偏差,但具有极佳的阻隔性,这一点远胜各种多糖复合膜。目前,用于食品包装制作中的蛋白质类型,就包括大豆、玉米醇溶、豌豆、葵花蛋白等,其都能制作生成食品级别的复合膜。
胶原蛋白也是蛋白质中的一种,其结缔组织中的蛋白质成分相当丰富,主要存在于动物的血管、骨质组织中。
胶原蛋白在食品包装工业中的应用前景相当广阔,其可以集中应用于可食性包装膜上,其中就以蛋白质、多糖等作为制作原料。当然,在某些食品粘合剂、纤维膜中,也能看到胶原蛋白作为食品包装的原材料,为食物保鲜增加了一道保护层。
利用胶原蛋白制作成的食品包装,在保鲜与防腐方面表现出色,例如可制作成人造肠衣用于香肠制品,也可以制作成鱼、肉类的外包装纸,或糖果、果脯的内包装膜,实用价值很高。作为一种食品包装材料,其拉伸强度表现出色,在热封阻气、阻油、阻湿等方面也有不俗表现,具有极好的耐热属性[5]。
第三,壳聚糖。这种从虾蟹等甲壳类动物体内提取的天然可降解高分子材料具有多糖属性,这种糖类就叫做碱性氨基类多糖,具有无毒特性且生物相容性表现良好,且可以再生,绿色环保。
采用壳聚糖作为食品包装材料的另一大优势是具有良好的抑菌特性。例如,可以将壳聚糖直接制作成溶液喷涂于水果上,能形成一层无色无味的生物性保鲜薄膜,供人直接食用。
壳聚糖也属于单膜形式的食品包装材料,因为其可以与其他某些聚合物形成复合保鲜薄膜。壳聚糖就能与聚乙烯醇共同制作成复合膜,其透明且阻水、阻热性表现优异,降低了果蔬的呼吸强度,延长了果蔬保鲜时间。据研究表明,壳聚糖的包容性与成膜性都非常出众,是目前食品包装的不二之选[6]。
除上述三种生物可降解高分子材料外,纤维素也能被应用于食品包装中。纤维素来自植物细胞壁,属于天然可降解有机物,生物相容性表现出色。用这种材料制作食品包装,安全稳定、无毒无害。再者就是草浆,这种材料可用于一次性餐具食品包装,相比传统的塑料,在生态环保性方面表现更优。