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2018年中国食品绿色包装材料行业开发研究进展及发展方向分析(图)


         绿色包装又称“无公害包装"或“环境友好型包装",国际上普遍认为绿色包装应符合3RID,即减少(Reduce),再利用 (Reuse),再循环(Recy-cle),可降解(Degradable)等要求。我国学者认为,绿色包装是指能够重复利用或循环再生或降解腐化,且在产品整个生命周期中不对人体及环境造成危害的适度包装。也有国内学者提出绿色包装应包括"5RID",即绿色包装应符合无毒无害、减量化、再使用、再循环、可降解、生命周期全过程等六点要求 

         绿色包装的实施,要经过绿色材料一绿色设计一绿色消费一绿色处理等系统化过程。其中绿色包装材料的选择、研发与制造,是整个食品绿色包装过程中最重要的核心、本源和基础,是实现绿色包装的关键。 

         目前,我国允许使用的食品包装材料主要有纸、塑料、金属、玻璃、陶瓷、木材、布、麻、竹以及复合材料等,以纸质、塑料、金属和玻璃为主。本文将我国食品绿色包装的研宄分为传统食品包装材料的绿色化研宄和可降解可食用包装材料的开发研宄两个方面,并做一简要综述。

         一、传统食品包装材料的绿色化

         1、纸质包装材料

         纸质包装材料占所有包装材料的40%以上。纸质包装材料取材容易、成本低、易分解、可回收利用、使用后对环境不会造成污染,因此纸质包装成为当前国际流行的“绿色包装”,现已被广泛用于如液体牛奶纸瓶、各种蛋糕托纸、面包纸袋、餐厅托盘纸、餐厅食物袋等领域。

图表:纸质包装
 

图表来源:公开资料整理

         纸质包装材料主要分为两大类,即一般纸浆制品和新型多功能纸制品。其类型主要有涂蜡纸、涂油纸、涂塑纸(即高分子材料涂敷纸)、防潮纸、防霉纸、防锈纸、镀铝纸及纸/铝/塑料层合纸、普通纸板、加工纸板(涂塑纸板)、瓦楞纸板、蜂窝纸板等。主要制成盒、袋、箱和缓冲防震材料〕。用来包装蛋品、水果制品的纸浆膜塑、一次性饭盒、食品包装托盘以及具有防水湿功能、防细菌侵入、延缓食品变质、感温、防油、抗渗透等新型功能的包装纸。
 
         纸质包装材的料绿色化发展方向是研发出高强度、多功能,节约木材用量,更加环保的材料。并对其中的挥发性有机物、烷基酚、三甲基二苯甲烷、邻苯二甲酸酯类和己二酸酯类增塑剂、氯酚类化合物、双酚类化合物、二苯甲酮类化合物、硬脂酸甲酯、多环芳烃等有害物质的量进行检测与控制。

         2、塑料包装材料

         塑料包装材料的使用占包装总量的30%,包括从石油等矿物质中提取的石油基塑料和通过天然植物纤维、生物高分子材料提取并加工的生物可降解塑料。主要制成袋、瓶、箱、盒、拉伸薄膜、热收缩薄膜、真空包装容器、吸塑包装容器、泡罩包装容器、贴体包装容器、气垫式缓冲包装容器、泡沫塑料容器和泡沫塑料缓冲材料等产品。

         石油基食品保鲜膜塑料主要有聚乙烯( PE )、聚氯乙烯 (PVC)、聚丙烯CPP)、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)和聚偏二氯乙烯(PVDC)等种类。

         石油基食品保鲜膜塑料的绿色化主要是对加工过程中的增塑剂、稳定剂等加工助剂中的氯乙烯单体、甲醛、甲苯、乙苯、丙苯、苯乙烯单体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、己内酞胺、双酚A等毒性物质残留进行检测与控制。而生物可降解塑料如淀粉基塑料、聚乳酸塑料等,因其在生命周期中基本不产生污染,本身属于绿色环保材料。

         此外,研宄指出,由于食品塑料包装材料的复杂性,正确的选择和使用包装材料,是食品塑料包装绿色化的主要内容。即要根据不同的用途及条件,选择阻隔氧气、阻水蒸汽、耐油性、耐低温冷冻性、耐高温性、耐Y一射线、保香性、透气性,纤维素薄膜(醋酸纤维素)等不同功用的塑料 

         3、玻璃包装材料

         玻璃是一种惰性材料,化学稳定性、抗耐性、安全性非常好,但易碎、重量/容积比大,要通过物理或化学的方法,开发和利用高强度薄壁容器,是玻璃包装材料绿色、环保化的发展方向 。

         此外,还要严格禁止在食品包装玻璃材料中使用软化剂(含砷化物),避免玻璃着色剂导致的污染。

         4、金属包装材料

         金属食品包装材料易回收、再生性强、环境污率低,是很好的绿色环保型材料。目前,最常用的是马口铁(镀锡薄钢板)、无锡钢板、铝和铝箔等。  

         金属食品包装材料的耐腐蚀性较差,利用涂层技术在金属表面覆盖有机或无机涂层是防止金属包装材料腐蚀的有效方法,因此,涂料的安全和环保问题是关注焦点。此外,铝制金属包装材料中的铅和锌、镀锌铁器皿中的锌、不锈钢制品中的镍等元素,会在加热、乙醇等环境下迁移至食物中,引起人体慢性中毒。需要进行严格控制。

         金属食品包装材料的绿色化发展方向是:提高材料强度,减少基板厚度,节约材料:因为镀锡马口铁罐镀层易被食品中有机酸溶解而生成有毒的有机锡盐。因此要减少马囗铁的镀锡量,以马口铁代铝制罐,并推广使用环保、安全高效能的材料覆膜铁由于铝箔回收非常容易,对环境几乎没有污染,采用铝箔饮料罐代替塑料和纸袋等。

         5、复合包装材料

         复合薄膜材料是两种或两种以上材料,经过一次或多次复合工艺而组合在一起,从而构成具有二维结构和一定功能的复合薄膜材料,主要有塑料复合薄膜、涂蜡复合薄膜和镀膜复合薄膜等。塑料复合薄膜材料主要有纸/塑、塑/塑、纸/铝/ 塑、塑/铝等制品。常在需要长期常温包装的软罐头、牛奶等包装中应用:涂蜡复合薄膜材料主要如玻璃与纸,纸与铝箔等,常在糖果、饼干等点心的包装中得到广泛的应用:镀膜复合薄膜材料如镀铝薄膜,常用于调味品、饼干、茶叶、化妆品和香烟等产品的包装。

         复合包装材料有多种类型,其组合也在不断改进,因此,绿色化策略应以不同食品的理化特性,确定不同的包装材料。绿色化发展趋势是选择或研发具有高阻隔性、高透明性、高耐热性、轻便性、方便回收性、抗菌性的纳米复合包装材料和具有活性包装和智能包装的多功能材料。

         6、陶瓷、搪瓷材料

         陶瓷、搪瓷制品美观大方,原材料来沥广泛,使用历史悠久,可以反复使用,是较好的环保性食品包装材料。绿色化的主要措施是限制其中铅、镉的溶出量。

         7、木、竹、布、麻材料

         天然的木、竹、布、麻材料原料丰富易得,透气性好,生产和使用过程无污染,有利于环境保护,经常被用来生产餐具或食品包装容器。

         绿色化发展的趋势是对其人工制品中所添加的稳定剂、着色剂、阻燃剂、胶黏剂、烟熏剂、多环芳烃、防腐剂、漂白剂和着色剂等物质中所含的铅、铬、镉、汞、砷等重金属、“醛” 胶、溴甲烷、多环芳烃、氯酚类(CPS)、异噻唑啉酮类、三唑类、过氧化物类、氯化物类,含硫化合物、草酸、抗坏血酸、硼氢化钠等有害有毒化学物质,进行严格的检测与控制。

         8、天然、合成橡胶制品

         我国食用橡胶制品由天然橡胶、天然乳胶和硅橡胶制成。目前,硅橡胶以其优良的化学稳定性、耐热性等特性,己成为食品接触用橡胶制品的首选材料。如橡胶奶嘴、高压锅垫圈,食品容器橡胶垫片和垫圈、铝背水壶橡胶密封垫片、吸输用食品胶管、橡胶密封件、肉质食品包装乳胶网袋等橡胶制品,在日常生活中普遍被采用。

         食用橡胶制品的绿色化措施主要是对其中的挥发性有机物、N一亚硝胺、N一亚硝基类化合物、芳香族伯胺、甲醛、苯酚、有机锡以及重金属(锌、铅、镉)等有害化合物迁移量的检测与控制
 
         二、可降解可食用包装材料的开发研究

         1、可降解包装材料的研宄

         参考观研天下发布《2018年中国食品绿色包装材料市场分析报告-行业深度调研与投资前景预测

         目前,可降解包装材料的研究主要集中在可降解塑料的研宄领域。按降解机理分类,主要可分为生物降解塑料、光降解塑料、光/生物双降解塑料、水降解塑料。除了生物降解塑料和极少的水降解塑料用于食品包装领域外,其他类型的可降解塑料都未能作为食品包装材料(美国食品和药物管理局)规定,光降解塑料不能用于接触食品。

         生物全降解材料具有良好的生物可降解性,废弃后能被微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境且对人体无害,是公认的绿色环保材料,生物可降解塑料如淀粉基塑料、聚乳酸塑料等,因其在生命周期中基本不产生污染,本身属于绿色环保材料。目前在糖果、食用瓶装水、酸奶、烘焙产品、新鲜农副产品、水果及蔬菜、厨房卫生用品、家庭护理用品、医药等领域被广泛使用,取代了传统的一次性和难降解塑料包装制品,生物可降解塑料的发展趋势是运用纳米,开发纳米复合材料增强其机械强度、韧性和其他功能。

         2、可食性包装材料的研究

         可食性包装材料主要以脂肪酸、蛋白质类、多糖、淀粉类、动植物纤维类和其它天然复合类材料为原料,可制成薄膜作为商品的包装,如糖果的包裹;水果蔬菜涂膜;甜点的热托:密封包装袋保护食物;制成一次性的快餐盒和饮料杯以及药用胶囊等, 具有可食性、全降解性、选择通透性、安全、方便等优点。可食性与全降解食品包装材料主要包括可食性食品内包装膜、食品可食性涂膜、全降解一次性食品包装膜、全降解一次性食品包装餐饮具等。

         目前,已开发出淀粉型可食性包装材料、蛋白型类可食性包装材料、植物纤维型可食性包装材料和天然复合型可食性包装材料等多种形式,主要由淀粉、纤维素、果胶、海藻酸钠、明胶、普鲁兰多糖、壳聚糖、木聚糖、甘露聚糖、酪蛋白、乳清蛋白、明胶和大豆蛋白等天然生物高分子与纳米颗粒形成纳米复合膜以及由羟基脂肪酸酯、聚乳酸、聚丙交酯、聚己内酯、聚乙烯醇、聚羟基丁酯、大豆分离蛋白一普鲁兰多糖、羧甲基纤维素一木薯淀粉、聚羟基脂肪酸酯(PHA) /淀粉共混物、淀粉和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物、淀粉和聚乙二酸丁二醇 (PBSA)共混物、聚乙烯醇(PVOH)聚合物、乙烯/乙烯醇共聚物等混合合成性生物高聚物制成的复合膜等,使可食性全降解食品包装的机械性能和阻隔性能得到显著改善。

         在众多生物降解可食性包装材料中,聚羟基脂肪酸酯 (PHA)的效果最为理想。它是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯,是一种天然的高分子生物材料,具有良好的生物相容性、可降解性和热加工性,是当前研宄的热点。此外,聚乳酸(PLA)也是一种很好的生物降解可食性包装材料,它主要利用甘蔗、玉米、土豆、甜菜等为原料发酵生产乳酸,进而聚合生产。目前己被广泛应用于食品包装中,如水果、蔬菜、熟食、三明治、饼干、鲜花等产品,还可将PLA吹塑成瓶用于包装水、汤、食用油等。

         食品包装材料不仅涉及到环境保护问题,更重要的是涉及公众健康安全问题。强化食品包装材料的绿色环保,既保障了食品安全,又保障了消费者的健康乃至社会的安定和谐。食品绿色包装材料必须强调无毒害、来源广、价格低,及生产所需能耗低,制造过程中不造成污染,添加剂辅料无毒无害,不形成永久垃圾和环境负载,使用后可解体或再利用等生态适应性特点。食品绿色包装是包装材料发展的必然趋势,相信随着科技的不断发展,将会有更多的绿色食品包装材料不断地被发明并应用。

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