塑料食品包装在垃圾填埋场的塑料废物中占很大比例。面对不断升级的环境问题，研究人员正在寻找生物衍生的替代品。

研究人员用生物纤维素制造可食用的透明复合包装

现在，香港中文大学(中大)的科学家研发出一种可食用、透明且可生物降解的材料，在食品包装方面具有巨大的应用潜力。他们的研究成果发表在《食品与农业科学杂志》上。

对石化产品的严重依赖以及塑料包装固有的不可生物降解性意味着它长期以来一直是环境污染的重要因素。香港中文大学的一个团队将注意力转向细菌纤维素(BC)，这是一种源自某些类型细菌的有机化合物，它作为一种可持续、易于获得且无毒的解决方案来应对塑料的普遍使用而受到关注。

该研究的通讯作者、中大化学系教授倪杜解释说，BC令人印象深刻的拉伸强度和高度的多功能性是其潜力的关键。

他说：“人们对BC进行了广泛的研究，包括其在智能包装、智能薄膜以及通过共混、涂层和其他技术创建的功能化材料中的应用。这些研究证明了BC作为一次性塑料替代品的潜力包装材料，使其成为我们研究的合理起点。”

与植物细胞壁中发现的纤维素不同，BC可以通过微生物发酵生产，从而无需收获树木或农作物。Ngai指出，因此，“……这种生产方法不会导致森林砍伐或栖息地丧失，使BC成为植物纤维素更可持续、更环保的材料替代品。”

到目前为止，BC的广泛采用受到其对空气中水分(吸湿性)不利的敏感性的限制，这对其物理性能产生不利影响。

在论文中，研究人员提出了一种新方法来解决BC基材料的局限性。通过将某些大豆蛋白融入结构中并涂上耐油复合材料，他们成功地创造了一种可食用、透明且坚固的BC基复合包装。

细菌纤维素(BC)——一种源自某些类型细菌的有机化合物，作为塑料普遍使用的可持续、易于获得且无毒的解决方案而受到关注。图片来源：ToNgai

Ngai指出，这种方法具有很高的放大可行性：“它不需要像化学反应这样的特定反应条件，而是一种简单实用的混合和涂覆方法。这种方法为应对发展可持续发展的挑战提供了一个有前途的解决方案以及可以大规模替代一次性塑料的环保包装材料。”

研究表明，塑料替代品可以在1-2个月内完全降解。与聚乳酸等其他生物衍生塑料不同，BC基复合材料不需要特定的工业堆肥条件即可降解。

Ngai解释说：“这项研究开发的材料是完全可食用的，海龟和其他海洋动物可以安全食用，不会对海洋造成水生毒性。”

中大研究人员现正探索未来研究方向。他们希望增强改性BC薄膜的多功能性，使其适用于更广泛的应用。具体来说，他们专注于开发一种热固性胶，这种胶可以在细菌纤维素之间形成牢固的结合，使其在加热时可以轻松模制成各种形状。

“细菌纤维素薄膜的主要挑战之一是它们不是热塑性的，这限制了它们在某些应用中的使用潜力。通过解决这个问题，我们希望使细菌纤维素薄膜比传统塑料更具竞争力，同时保持其生态友好性”，Ngai解释道。

Ngai希望当前的研究将有助于解决一次性塑料的过度使用问题，这种塑料在超市货架上仅展示几天后就可以持续数百年。

“这项研究提醒人们，天然原材料可能已经具备了超越塑料包装功能的必要特性，”他总结道。