2 應用

其實，人們利用天然生物原材料作為包裝材料的歷史很悠久。在亞洲、非洲以及太平洋和拉丁美洲一些地區，人們普遍利用荷葉、香蕉葉、棕櫚葉、椰子葉等作為包裝食品的材料。但是由于大多數天然高分子材料加工性能、熱性能和力學性能較差，因此，人們對這些分子進行改性或共混來實現其應用價值。在包裝材料領域中，比較常見的是以淀粉、纖維素等為基料的復合材料。但是這種包裝材料的機械強度較小，不能用于要求較高的場合，并且降解不徹底，在土壤中仍留有塑料殘片。近年來，人們以天然生物材料制作包裝原材料，或從天然生物材料中提取制作包裝材料的原料，研制新的生物包裝材料，這些生物包裝材料～經問世，便顯示出強大的生命力。

2．1 淀粉

玉米是一種美味又有營養的淀粉食物，還被廣泛用于制造甜味劑和動物飼料。隨著技術的進步，將玉米中的糖分提煉出來，經過發酵、蒸餾、萃取，得到制造塑料和纖維的基礎材料，基礎材料再被加工成直徑只有4．57mm的聚交酯(PLa)細微顆料。最后，這些小顆料被制成包裝袋、泡沫塑料或餐具。國外公司已看好這種新的環保材料，如可口可樂公司在鹽湖城冬奧會上用了50萬只一次性杯子，全部是用玉米塑料制成的，這種杯子只需40天就在露天環境下消失得無影無蹤。

美國一家研究所利用土豆和乳清制成了一種能生物降解的塑料薄膜。其制法是：先用酶將制酪時形成的乳清和廢棄的土豆轉化為葡萄糖漿，然后用細菌發酵成含乳酸的液體。液體中的乳酪經電滲析分離出來后，加熱使水分蒸發，留下的便是可以制薄膜和涂層的聚乳酸分子。這樣制成的塑料薄膜可以制成保鮮袋和代替涂有聚乙烯和防水蠟的包裝材料，最大優點是可以分解為對環境無害的乳酸。

2．2 纖維素

纖維素的空間構型和淀粉中直鏈淀粉的不同，纖維素的構型比較直，而直鏈淀粉則相對要彎曲，在很大程度上導致了纖維和淀粉性能上的巨大差異，二者不經過化學改性及特定工藝條件，在分子領域內難以進行一般的交聯、接枝等化學反應。然而，人們總是想方設法地把這兩大天然高分子聚合物有機地結合起來，使其易于加工成型，且具備良好的使用性能和降解性能。

荷蘭瓦赫寧根農業大學研制出不含石化產品的可降解生物塑料，這種材料用／J、麥、玉米、馬鈴薯淀粉制成，并摻大麻纖維以提高強度。可用作包裝涂層、食物儲藏箱、垃圾箱襯里、購物袋以及農用薄膜等。這種材料能完全溶于水，降解后變成水和二氧化碳。美國科學家采用小麥秸稈的纖維和麥粒中的淀粉制成的快餐包裝盒，是一種價格便宜、對環境無污染的快餐新包裝。這種包裝盒，不僅完全可以生物降解，而且比常用的紙板包裝盒和土豆淀粉包裝盒，保溫的時間長一些。如果把廢棄的這種包裝盒扔在肥料堆中，不僅不會污染環境，而且還能轉化為肥料，應用前景十分看好。

用稻草加工成的稻草板，具有節能、保溫、隔熱、隔音等功能，透氣性好，沖擊強度高，且防水和抗震性明顯高于傳統材料制品；另外，稻草板用作包裝材料，其單位質量是同體積紙板材料的1／10，具有明顯的優勢。

除了稻草外，國內還利用其它草漿為主要原料，開發出一次性餐具專用紙板。采用化學助劑優化應用技術提高草漿質量，保證草漿接近制造餐具紙板的各項物理性能，表面又進行了適合于食品包裝的加工處理，使成品具有抗熱水、不滲漏、不分層、抗油及熱封等功能；而且可以回收利用，生產書寫紙。另外，艾蒿具有抗菌、防霉、防蟲和藥用功能。用艾蒿粉和添加物混合加工而成的薄膜保鮮袋。可確保食物處于抗菌、防霉、防蟲的環境中，能將食品保鮮期延長2倍。這種保鮮袋用臟了，經過刷洗可反復使用，廢棄袋還可被微生物分解。

2．3 甲殼素及殼聚糖

天然甲殼素也是一種非常好的原料。由于原料來自天然，無毒、無味、耐熱，而且有良好的吸濕性、紡絲性和成膜性，抑菌除臭。能滿足食品、衛生、醫藥等行業對包裝材料的衛生要求。所以用甲殼素加工制備的包裝材料，有良好的透氣性能，吸水保濕性也好。該材料還具有較好的化學穩定性、耐光性、耐藥品性、耐油脂性、耐有機溶液性、耐寒性等，其穩定性優于紙張。由于甲殼素來源于生物體結構物質，與人體細胞有很強的親和性和生物相溶性，可被體內的酶分解而吸收，對人體無毒性和副作用，能有效地保護人體免受自然界的微輻射、重金屬離子等對皮膚的侵害，可用于制造紡織品。

殼聚糖具有許多獨特的化學物理性質，根據其酰化、硫酸酯化和氧化、接技與交聯、羥乙基化、羥甲基化等反應，還可制備成多種用途的產品，而且從氨基多糖的特點出發，具有比纖維素更為廣泛的用途。對甲殼素和殼聚糖的應用開發研究，自20世紀60年代以來就十分活躍，近年來國際上更是十分重視對它們的深入開發和應用，通過對甲殼素和殼聚糖進行化學修飾與改性，來制備性能獨特的衍生物，已經成為當今世界應用開發的一個重要方面。目前，國際上應用甲殼質及其衍生物制備的海洋生物材料高科技產品不斷推出，應用產品已達五百種以上。美國、日本、意大利、挪威、印度和韓國等國相繼建立甲殼素殼聚糖生產廠，其中日本和美國是主要生產國家，同時又是主要的消費國。

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