2 应用

其实，人们利用天然生物原材料作为包装材料的历史很悠久。在亚洲、非洲以及太平洋和拉丁美洲一些地区，人们普遍利用荷叶、香蕉叶、棕榈叶、椰子叶等作为包装食品的材料。但是由于大多数天然高分子材料加工性能、热性能和力学性能较差，因此，人们对这些分子进行改性或共混来实现其应用价值。在包装材料领域中，比较常见的是以淀粉、纤维素等为基料的复合材料。但是这种包装材料的机械强度较小，不能用于要求较高的场合，并且降解不彻底，在土壤中仍留有塑料残片。近年来，人们以天然生物材料制作包装原材料，或从天然生物材料中提取制作包装材料的原料，研制新的生物包装材料，这些生物包装材料～经问世，便显示出强大的生命力。

2．1 淀粉

玉米是一种美味又有营养的淀粉食物，还被广泛用于制造甜味剂和动物饲料。随着技术的进步，将玉米中的糖分提炼出来，经过发酵、蒸馏、萃取，得到制造塑料和纤维的基础材料，基础材料再被加工成直径只有4．57mm的聚交酯(PLa)细微颗料。最后，这些小颗料被制成包装袋、泡沫塑料或餐具。国外公司已看好这种新的环保材料，如可口可乐公司在盐湖城冬奥会上用了50万只一次性杯子，全部是用玉米塑料制成的，这种杯子只需40天就在露天环境下消失得无影无踪。

美国一家研究所利用土豆和乳清制成了一种能生物降解的塑料薄膜。其制法是：先用酶将制酪时形成的乳清和废弃的土豆转化为葡萄糖浆，然后用细菌发酵成含乳酸的液体。液体中的乳酪经电渗析分离出来后，加热使水分蒸发，留下的便是可以制薄膜和涂层的聚乳酸分子。这样制成的塑料薄膜可以制成保鲜袋和代替涂有聚乙烯和防水蜡的包装材料，最大优点是可以分解为对环境无害的乳酸。

2．2 纤维素

纤维素的空间构型和淀粉中直链淀粉的不同，纤维素的构型比较直，而直链淀粉则相对要弯曲，在很大程度上导致了纤维和淀粉性能上的巨大差异，二者不经过化学改性及特定工艺条件，在分子领域内难以进行一般的交联、接枝等化学反应。然而，人们总是想方设法地把这两大天然高分子聚合物有机地结合起来，使其易于加工成型，且具备良好的使用性能和降解性能。

荷兰瓦赫宁根农业大学研制出不含石化产品的可降解生物塑料，这种材料用／J、麦、玉米、马铃薯淀粉制成，并掺大麻纤维以提高强度。可用作包装涂层、食物储藏箱、垃圾箱衬里、购物袋以及农用薄膜等。这种材料能完全溶于水，降解后变成水和二氧化碳。美国科学家采用小麦秸秆的纤维和麦粒中的淀粉制成的快餐包装盒，是一种价格便宜、对环境无污染的快餐新包装。这种包装盒，不仅完全可以生物降解，而且比常用的纸板包装盒和土豆淀粉包装盒，保温的时间长一些。如果把废弃的这种包装盒扔在肥料堆中，不仅不会污染环境，而且还能转化为肥料，应用前景十分看好。

用稻草加工成的稻草板，具有节能、保温、隔热、隔音等功能，透气性好，冲击强度高，且防水和抗震性明显高于传统材料制品；另外，稻草板用作包装材料，其单位质量是同体积纸板材料的1／10，具有明显的优势。

除了稻草外，国内还利用其它草浆为主要原料，开发出一次性餐具专用纸板。采用化学助剂优化应用技术提高草浆质量，保证草浆接近制造餐具纸板的各项物理性能，表面又进行了适合于食品包装的加工处理，使成品具有抗热水、不渗漏、不分层、抗油及热封等功能；而且可以回收利用，生产书写纸。另外，艾蒿具有抗菌、防霉、防虫和药用功能。用艾蒿粉和添加物混合加工而成的薄膜保鲜袋。可确保食物处于抗菌、防霉、防虫的环境中，能将食品保鲜期延长2倍。这种保鲜袋用脏了，经过刷洗可反复使用，废弃袋还可被微生物分解。

2．3 甲壳素及壳聚糖

天然甲壳素也是一种非常好的原料。由于原料来自天然，无毒、无味、耐热，而且有良好的吸湿性、纺丝性和成膜性，抑菌除臭。能满足食品、卫生、医药等行业对包装材料的卫生要求。所以用甲壳素加工制备的包装材料，有良好的透气性能，吸水保湿性也好。该材料还具有较好的化学稳定性、耐光性、耐药品性、耐油脂性、耐有机溶液性、耐寒性等，其稳定性优于纸张。由于甲壳素来源于生物体结构物质，与人体细胞有很强的亲和性和生物相溶性，可被体内的酶分解而吸收，对人体无毒性和副作用，能有效地保护人体免受自然界的微辐射、重金属离子等对皮肤的侵害，可用于制造纺织品。

壳聚糖具有许多独特的化学物理性质，根据其酰化、硫酸酯化和氧化、接技与交联、羟乙基化、羟甲基化等反应，还可制备成多种用途的产品，而且从氨基多糖的特点出发，具有比纤维素更为广泛的用途。对甲壳素和壳聚糖的应用开发研究，自20世纪60年代以来就十分活跃，近年来国际上更是十分重视对它们的深入开发和应用，通过对甲壳素和壳聚糖进行化学修饰与改性，来制备性能独特的衍生物，已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。目前，国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出，应用产品已达五百种以上。美国、日本、意大利、挪威、印度和韩国等国相继建立甲壳素壳聚糖生产厂，其中日本和美国是主要生产国家，同时又是主要的消费国。

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