北方偉業(yè)計量集團有限公司
纖維素多數(shù)來源于植物和微生物,纖維素具有優(yōu)良的生物降解性,可在綠色食品包裝材料中廣泛應用。本文綜述了來自于植物和微生物的木質纖維素、微纖維纖維素以及細菌纖維素的提取、改性方法以及其在食品包裝材料中的力學性能、阻隔性、抗菌性、降解性能等方面的相關研究。來源于天然木材和植物的木質纖維和微纖維素經(jīng)改性后因其具有微納結構而提高了包裝材料的力學性能、阻隔性和抗菌性能。但由于木質纖維素的提取很難同時達到低成本和高效率,限制了其應用范圍。細菌纖維素具有網(wǎng)狀結構和高的孔隙率提高了包裝材料的阻隔性能,另外與活性分子復合還可獲得智能包裝材料。纖維素基食品包裝材料未來的發(fā)展趨勢為可降解性、輕量化與功能化。
食品包裝作為食品產(chǎn)業(yè)鏈的一個安全保障環(huán)節(jié),已經(jīng)成為現(xiàn)代社會中食品的組成部分,為食品的儲存和運輸保駕護航。有材料統(tǒng)計:人的一生中大約會吃掉75 t食物,這75 t食物的“外衣”,是共計8.5 t左右的食品包裝。隨著包裝廢棄物數(shù)量的增加,廢棄物處理費用不斷上升,加大對包裝廢棄物的循環(huán)再生力度是大勢所趨。以降低對環(huán)境的污染、減少資源消耗為目標,盡快實現(xiàn)食品綠色包裝,是大勢所趨,而實現(xiàn)綠色食品包裝最主要的途徑是使用綠色包裝材料。中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準規(guī)定的綠色食品包裝通用準則(NY/T 658-2015)要求綠色食品包裝材料應該符合4R1D的設計原則,即減量化(reduce)、可重復使用(reuse)、可回收利用(recycle)、可再生(recover)、可降解(degradable)。
纖維素具有可生物降解、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點,已經(jīng)被制成許多功能材料應用在諸多領域,其中作為環(huán)境友好材料應用于食品包裝備受青睞。纖維素是自然界中最為豐富的可再生資源,每年通過光合作用可合成約1.5×1012 t,占植物界碳含量的50%以上。近年來隨著石油、煤炭儲量的下降以及石油價格的飛速增長和各國對環(huán)境污染問題的日益關注,纖維素這種可持續(xù)發(fā)展的再生資源的應用愈來愈受到重視,能否充分利用這些豐富的可再生原料,是解決未來能源問題和環(huán)境問題的一個關鍵因素。但由于纖維素粉末有很大的比表面積,表面含有大量羥基,容易吸水,限制了其在食品包裝中的應用,因此,纖維素提取后改性成為其作為食品包裝材料的研究熱點。
目前纖維素提取物食品包裝中的應用已有報道,包括來源于木材、棉花、棉短絨、麥草、稻草、蘆葦、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等的纖維素的提取物的應用。據(jù)Web of Science統(tǒng)計,近年來不同國家關于纖維素基食品包裝材料所發(fā)表的論文數(shù)量如圖所示(圖1和圖2),逐年遞增的趨勢以及不同國家的相關研究成果充分證明纖維素基食品包裝材料越來越受到重視,尤其在發(fā)達國家,食品安全和環(huán)保衛(wèi)生要求較高,可降解的食品包裝材料日益廣泛,中國居第一位,可見我國對纖維素的研究和應用較多。纖維素在食品包裝材料中提升了材料的力學強度、阻隔性、抗菌性、可完全降解性等性能,若選擇適當?shù)闹苽浞椒ê秃侠淼慕Y構設計,纖維素基食品包裝材料的應用將會越來越廣泛。本文通過綜述基于纖維素提取物的食品包裝材料的制備和性能相關的文獻,概述了纖維素、微纖維纖維素、細菌纖維素近幾年在食品包裝領域的研究進展。
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生物質是一種能替代化石能源的可再生碳資源,其中所富含的多糖類物質為乙醇等燃料能源生產(chǎn)提供了大量發(fā)酵底物,但實現(xiàn)這一過程的前提是原料的高效糖化,其中木質素的降解是木質纖維素原料高效糖化的主要結構屏障。由于木質素結構復雜而致密,需要高溫高壓或者強酸強堿才能破壞其結構,這些方法能耗高且不綠色環(huán)保。
了解更多> >以青稞、藜麥、燕麥、小米和綠豆5種雜糧為原料,采用D-最優(yōu)混料設計試驗,研究不同谷物配比對多谷物共擠壓雜糧粉估計血糖生成指數(shù)(eGi)的影響。青稞、藜麥、燕麥添加量對共擠壓粉eGi值影響趨勢相同,均隨添加量的增加呈先上升后下降的趨勢,而共擠壓粉eGi值隨綠豆添加量的增加呈先下降后上升的趨勢。擠壓后共擠壓粉中淀粉、直鏈淀粉、蛋白和脂肪含量總體下降,膳食纖維整體含量增加,共擠壓粉eGi值與蛋白質、膳食纖維、直鏈淀粉、抗性淀粉含量呈顯著負相關。
了解更多> >食品包裝作為食品產(chǎn)業(yè)鏈的一個安全保障環(huán)節(jié),已經(jīng)成為現(xiàn)代社會中食品的組成部分,為食品的儲存和運輸保駕護航。有材料統(tǒng)計:人的一生中大約會吃掉75 t食物,這75 t食物的“外衣”,是共計8.5 t左右的食品包裝。隨著包裝廢棄物數(shù)量的增加,廢棄物處理費用不斷上升,加大對包裝廢棄物的循環(huán)再生力度是大勢所趨。
了解更多> >MFC膜可以作為載體與多酚類物質、銀納米粒子、香芹酚、CHX、殼聚糖、溶菌酶等活性成份復合,實現(xiàn)包裝材料的抗菌功能,其中活性成份在MFC膜中的緩釋研究較多,更有利于維持抑菌的長效性。基于綠色環(huán)保的發(fā)展理念,相信未來的包裝材料會向著抑菌、可降解和輕量化等功能集成化的方向發(fā)展。
了解更多> >MFC可以通過表面化學改性來改善其親水性,或通過形成微納結構來提高材料的阻隔性、阻氧性、乳液穩(wěn)定性、疏水性和力學性能等,也可與活性分子復合,來提高材料的可降解性和抗菌性,相信隨著包裝材料的輕量化與功能化并存的要求,MFC在食品包裝中的應用會越來越廣泛。
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