“可食用”塑料席捲而來

随着创新的食基包装材料不断涌现,生物塑料的发展也让人更加“胃口大开”,Angelica Buan 在本报告中如此表示。据说这些生物塑料即使被动物和海洋生物误食也很安全,一些甚至可被人类安全食用。

海洋里的塑料“食物”
海洋里由塑料废料合在一起烩成的大杂烩看起来可能很碍眼,但是对海洋动物来说,这些塑料杂烩却是一道难以抗拒的美食大餐! 
Science Advances杂志发表的一项2016年研究报告指出,在海洋塑料上繁殖的藻类会发出二甲基硫(DMS)气体的气味。嗅觉敏锐的海洋动物(包括海鸟),会循着此气味找到一大群的小甲壳类动物 – 也就是他们的天然猎物。 
然而,随着海洋被废塑料淹没,那些跟随DMS踪迹的海洋动物,反而被带到可致命的塑料自助餐,而不是他们的天然猎物!根据澳洲海洋十字军基金会的数据,估计全球有三分之二的鱼类误食塑料,而每平方英里的海洋供应大约46,000件塑料。 
一些组织已经开始清理海洋废塑料的工作,特别是荷兰的The Ocean Cleanup,正准备于2020年大规模清理大太平洋垃圾带。今年晚些时候,该小组将推出并展开世界上第一个海洋清洁操作系统 – Pilot。该组织表示,此系统利用自然洋流捕获海洋垃圾,无需使用任何外部能源。 
然而,即便有了这种模型技术,它也可能需要几十年来清理海洋的废塑料,或者至少要等到塑料消耗量不像现在那样大规模的时候。
 
借助生物塑料遏制垃圾
废物管理,特别是回收利用,是遏制陆上塑料废料的常见及实用方法,但有相当多的塑料废料却进入排水沟。然而,技术、体制,财政和社会制约,特别是在发展中国家,不停地干扰废物管理工作。
对塑料生产商和用户来说,一个可行的解决方案是以植物基塑料/生物塑料替代在陆地或水中不会生物降解的传统塑料(除非材料在生产过程中添加了添加剂)。  
Future Market Insights (FMI) 的一份报告指出,生物塑料市场的复合年增长率预计将达到28.8%,或在2020年时接近440亿美元,主要由日益增长的包装行业驱动。 
但是即使有可生物降解的“承诺”,一些专家仍对生物塑料能否解决海洋垃圾问题持怀疑态度。 
美国海洋环境研究组织Algalita发表一篇文章,参考测量塑料生物降解的两个测试标准:ASTM和ISO,质疑生物塑料能否在环境中比石油基塑料更好地降解。后者的测试区分关键术语如可降解、可生物解和可堆肥。
与此同时,总部位于纽约的生物降解产品研究所(BPI也发布了一份关于生物降解性的白皮书。它说,并非所有的生物基材料是必然可降解的,例如某些形式的纤维素。该研究所也建议,要知道材料或产品是可生物降解或可堆肥的唯一方法,在于它是否符合ASTMD6400(可堆肥塑料)或D6868(可堆肥包装)测试标准。该测试确定来自可再生资源的产品的百分比。
不过专家说,随着新型生物基材料的开发不断地展开,可能需要重新制定现有的生物可降解性和可堆肥性的标准。
 
可生物降解袋解决方案
由食品原料制成的新一代可堆肥塑料和塑料替代品据称是安全的,它们甚至可以安全食用。即便如此,这些所谓的“可食用”塑料听起来很可口,但它们并非是任何人的午餐盒内的主食,而是为海洋物种和土壤中的昆虫而备。
由食物基原料制成的新一代生物塑料被认为是无毒的,因此对环境安全。
印尼的化学品公司Inter Aneka Lestari Kimia于2011年推出淀粉基Enviplast颗粒及袋/薄膜。该公司指出,Enviplast袋不像塑料袋,“即便其制造过程及外观与传统塑料袋很相似。”
与市场上所供应的,可在工业堆肥条件下降解的大部份生物塑料不同,Enviplast 袋可借助大生物和微生物,于自然条件下降解,因此可以直接在垃圾填埋场中处理。该公司说, Enviplast对环境安全,可被蜗牛、昆虫,以及其他陆地和水生动物吞食。此外,Enviplast在热水中快速溶解并于冷水中软化;焚烧后仅留下少量的灰分。
该公司还透露,Enviplast的氧隔离屏障使它适合用作食品及和保健多层软包装的保护层。在成本方面,该公司补充说,与市场上其他可堆肥的塑料颗粒相比,它的颗粒成本较低;相比于传统塑料,此因素被认为是大规模使用生物塑料的缺点。
另一家推动淀粉基生物聚合物的公司是Avani。这家位于印尼的社会企业说,其Avani生态袋是100%可堆肥,可在短短的3至6个月生物降解,取决于土壤的条件;并分解成二氧化碳和水,不会留下任何有毒残余物。由木薯和其他天然树脂制成,Avani 生态袋随着时间推移完全溶解,并通过口服毒性测试认证,说明袋子在摄入时对海洋物种是安全的。
与此同时,Envigreen Biotech India已经推出由木薯、马铃薯和植物油衍生物及废物制成的100%生物降解袋。声称对环境、动物和植物无毒和安全,获得专利的Envigreen材料可溶于热水(80°C),并于室温下在水中软化。公司说,袋子被丢弃后可在6个月内生物降解,对环境或被动物吞食皆无害。 
然而,根据该公司的创始人Ashwath Hegde,在成本方面,EnviGreen袋的成本比普通塑料袋贵35%,但比布袋较便宜。
 
由牛乳蛋白质制造的塑
 根据美国化学学会(ACS,一支科学家团队研发了采用牛乳蛋白质作为主要成分的可食用塑料。 
该包装薄膜不仅可食用,并且兼具更好的保鲜性能,据称在食物中阻隔氧的有效性比薄膜强达500倍,因此有助于防止食物变质。
此薄膜是由酪蛋白,一种牛乳蛋白质制成,使之成为可食用、可生物降解和可持续发展。一些可商购的可食用包装品种已在市场上陆续推出,但是它们是由淀粉制成,有较多的洞孔及氧气可从这些微孔渗入。然而,乳基包装的洞孔较细,因此可产生较紧密的网络,以隔离氧气。
虽然研究人员第一次尝试使用纯酪蛋白就带来强而有效的阻氧剂,但是它比较难处理,而且很容易就在水中溶解。研究人员进行了一些改良,在混合物中添加柑橘果胶,增加包装的硬度,使包装更耐潮湿和高温。
经过多次改良,这种酪蛋白基包装看起来和塑料包装很相似,但是弹性较低,阻隔氧的性能较佳。未来可能涵括营养添加剂如维生素、益生菌和营养保健品。研究人员说,它没有什么味道,但可以添加香料。
研究人员正在探索其作为单次使用,可食用食品包装材料的潜力。单次使用的小包装袋需要保持卫生,它们必须被包装在较大的塑料或纸板容器内,放在商店货架上出售以防止它们变湿或弄脏。
酪蛋白也可喷洒在食品上以保持其脆性和涂覆容器,因为美国食品和药物管理局最近禁止使用涂覆容器的全氟化物质。
美国农业部农业研究服务部资助,科学家计划继续做出改良,酪蛋白包装预计将在三年内推出。
 
在保鲜解方案中放食物权
美国公司Apeel Sciences充分利用通常被丢弃的农业副产品(如葡萄酒生产中的葡萄皮或西兰花茎),将他们加工化成微薄、看不见,无味的“保鲜层”,并用在水果和蔬菜上。该公司希望借此可以大大延长产品保质期,减少浪费的产品数量,使种植者能够在其最高熟成时收获产品。Apeel表示,可透过多种方式完成保鲜用途,包括广泛使用的喷洒、浸渍和涂装方法。 
目前处于研发阶段的是Invisipeel,用在收获前阶段保护农作物,以及Edipeel,一种农作物收获后的保鲜解决方案。继2016年在田间实验和商业应用上取得成功后,今年该公司让选定的种植者和生产者实地使用Edipeel。 
另一项重新利用废弃食物的创举是由巴西的Embrapa Instrumentation的研究人员,在纳米技术应用于农业综合网络(AgroNano)项目下所开发的。该食用薄膜可由菠菜、木瓜、番石榴、西红柿及其他水果和蔬菜制成;然后将它们脱水并与纳米材料混合以将其结合。
首席研究员Luiz Henrique Capparelli Mattoso解释说,可以利用食品工业废物来加工此材料,以确保其两个可持续性特征,即使用废弃食物和替代将被丢弃的合成包装。 
他进一步指出,该材料不仅在摄入时安全,并且兼具类似传统塑料的物理特性,如抗性和质地以及保护食品的相等能力。
另一种值得一提的热带水果已被研发成可食用生物材料。在2014年进行的一项为期6个月的研究中,印尼Bogor Agricultural University的农业技术学院的研究人员利用香蕉皮作为原料制作食用薄膜和包装。香蕉是园艺作物,在印尼大量盛产。香蕉皮是工业加工的副产品,不具经济实用性,但是可作为对环境友善的原料。  
根据有关的研究小组,香蕉皮含有果胶化合物,具有适合用于生产可食用包装的良好凝胶性质。从香蕉皮中提取果胶。为了使制造的塑料具有弹性,它添加了甘油。  
同样的,世界各地的研究人员正致力于创造全方位更好,并有利于环保的包装解决方案。

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