为了减少对不可再生塑料的依赖，解决不可降解塑料废弃物的问题，从自然资源中开发可生物降解塑料备受关注。以淀粉为基础的材料已被广泛研究和开发用于商业生产，这些材料主要来自玉米和木薯。然而，使用这些淀粉会产生粮食安全问题。因此，使用替代淀粉来源（如农业废弃物）将会引起极大的兴趣。

食品供应链是最主要的温室气体（GHG）排放者之一。无论生产的食品是否得到消费，食品供应系统的每一个环节都会产生温室气体。据估计，全球约有14%的粮食在收获和零售之间损耗，约有17%的粮食在零售和消费环节被浪费，这占全球温室气体排放量的8-10%。因此，有必要减少这种损失和浪费。其中一个方法是延长农产品（水果和蔬菜）的保质期，通过减缓成熟过程和防止微生物活动造成的腐败来保持新鲜。这些效果可以通过使用活性包装来实现。活性包装的应用范围很广，从传统的塑料袋加一袋活性吸收剂到含有活性剂的薄膜，皆可见其应用。

使用植物基材料作为包装薄膜或活性剂已成为人们关注的话题。然而，许多这类材料无法跟上循环和可持续发展的趋势。因此，人们研究了一种由可食用材料制成的涂层，作为替代包装的一种方法。此外，这种涂层还能给产品带来光亮的外观，提高产品的防水性，有助于延长产品的保质期。然而，淀粉基涂层剂的缺点是缺乏机械强度、亲水性和脆性。为解决这些问题，人们提出了几种解决方案，包括与阳离子淀粉混合、化学改性和与成膜聚合物混合。对淀粉进行化学改性或与成膜聚合物混合不仅会使工艺复杂化，还会导致产品的材料和能源密集度更高，碳足迹更大。因此，寻找一种只需很少改性或无需改性就能形成良好薄膜的淀粉将是一条更具可持续性的途径。如果淀粉可以从废弃的生物质中提取，这将会带来更大的可持续性。人们已经对不同的非常规或非食用淀粉进行了研究。不过，只有芒果核的淀粉被研究用于涂层，以延长农产品的保质期。菠萝茎是另一种非常规的淀粉来源，其淀粉含量丰富，但尚未得到充分利用。

图源：MDPI

因此，专家们对此展开了相关的研究。这项研究的目的是利用菠萝茎淀粉（PSS）开发一种可食用和可生物降解的涂层材料。他们研究了用菠萝茎淀粉制备的薄膜的特性，菠萝茎淀粉具有很高的淀粉含量，使用了 X 射线衍射和水接触角测量法制备了菠萝茎淀粉（PSS）薄膜和甘油塑化 PSS 薄膜，并对其进行了表征。所有薄膜都表现出一定程度的结晶性，使其具有耐水性。此外，他们还研究了甘油含量对机械性能和气体（氧气、二氧化碳和水蒸气）透过率的影响。薄膜的拉伸模量和拉伸强度随着甘油含量的增加而降低，而气体透过率则有所增加。研究结果表明，用聚苯硫醚薄膜制成的涂层可以减缓香蕉的成熟过程，延长其保质期。

聚苯硫醚被用来制造具有各种机械特性和气体传输速率（氧气、二氧化碳和水蒸气）的柔性防水薄膜。由于淀粉中的高淀粉含量赋予了薄膜的耐水性，因此薄膜显示出一定的结晶性。通过调整甘油的用量，可以控制机械特性和气体传输速率。随着甘油含量的增加，薄膜变得更柔软、更具延展性和气体渗透性。涂有成膜 PSS 溶液的香蕉显示，成熟期可延迟一周以上。这些材料有望成为水果和蔬菜的涂层。这不仅有助于把吃剩的菠萝茎变成有价值的商品，还能减少食物浪费，提高食品安全。

参考文献：https://www.mdpi.com/2073-4360/15/11/2493

编译：仇依茹

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来源: 中国绿发会