成果介紹

　　食品變質(zhì)會造成資源浪費和環(huán)境污染，對人類的生命和健康構(gòu)成巨大威脅。雖然良好的包裝方案可以防止食品變質(zhì)，但目前普遍使用的石化塑料包裝往往難以降解和回收，同時對環(huán)境安全造成巨大影響。生產(chǎn)可替代石油塑料的生物降解包裝材料受到研究人員的廣泛青睞。世界各地的水果加工廠在收獲、運輸、儲存和加工水果的過程中會產(chǎn)生大量果皮等廢棄物。這些廢物富含生物質(zhì)資源（如果膠和纖維素）和生物活性物質(zhì)（如多酚），為生產(chǎn)可降解的活性生物塑料提供了可能。然而，這些廢棄物經(jīng)常被直接丟棄，這不僅造成環(huán)境壓力，還浪費了寶貴的資源。因此，通過簡單的策略充分利用這些廢棄物中的有用資源，制備有望取代石油基塑料的可生物降解活性生物塑料薄膜具有非常重要的意義。

　　在此背景下，艾仕云教授團隊利用簡單的超聲波輔助檸檬酸加熱法，從柑橘皮廢棄物中合成了一種用于易腐水果保鮮的環(huán)保型生物塑料。這一工藝的特點是分離和重組果皮中的內(nèi)源成分（纖維素、果膠和多酚）。由此產(chǎn)生的生物塑料在性能、環(huán)境影響和可持續(xù)經(jīng)濟性方面具有獨特的優(yōu)勢。

　　(1)性能。這些生物塑料的特點是內(nèi)源果膠、多酚和纖維素微/納米纖維之間的納米級纏結(jié)和重組氫鍵形成。它們具有獨特而優(yōu)異的柔韌性、機械強度、水穩(wěn)定性、氣體阻隔性、抗氧化性和抗菌性，可用作包裝材料，大大延長水果的保質(zhì)期。這為解決食品腐敗造成的浪費、環(huán)境污染和人類健康威脅提供了可行的策略。

　　(2)環(huán)境影響。這些生物塑料的生產(chǎn)過程對環(huán)境友好，能耗低，生產(chǎn)出的生物塑料可在自然環(huán)境中安全地進行生物降解和堆肥，為小麥等農(nóng)作物的生長提供養(yǎng)分。生命周期評估（LCA）結(jié)果表明，這些生物塑料對環(huán)境的影響遠遠低于石化塑料或其他可生物降解材料。這為從根本上解決傳統(tǒng)塑料造成的生態(tài)失衡和人類健康威脅提供了新的視角。

　　(3)可持續(xù)性經(jīng)濟。合成這些生物塑料過程中所用的水和化學(xué)品可以簡單地回收用于下一個循環(huán)，而生成的生物塑料也可以通過簡單的機械攪拌和加熱輕松回收，形成新的生物塑料，這展示了一種獨特的雙循環(huán)模式。此外，還從生物塑料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的唯一廢液中回收了富含阿拉伯糖/半乳糖側(cè)鏈的RG-I型果膠多糖，從而利用了整個果皮廢物資源?；厥盏墓z具有出色的乳化性能和自凝膠潛力，可被視為天然乳化劑和流變改良劑，這為果皮廢棄物資源的高價值應(yīng)用以及食品、化工、化妝品和醫(yī)藥行業(yè)先進材料的制備提供了更多機會。

　　總之，從環(huán)境、經(jīng)濟、食品安全和資源利用等角度來看，這項工作無疑最大限度地發(fā)揮了果皮資源的應(yīng)用潛力，為塑料污染和食品安全提供了新穎的“一石多鳥”解決方案。

　　● 創(chuàng)新性/應(yīng)用前景

　　這項研究極大限度的開發(fā)和利用了果皮資源，實現(xiàn)了其高值化應(yīng)用。所制備的生物塑料是可降解、可堆肥和可回收的，具有替代石化塑料的潛力。這些塑料無毒、可抗菌和抗氧化，為用于食品保鮮包裝提供了更多可能。這項研究開辟了一條將果皮等有機廢物轉(zhuǎn)化為有價值的可降解抗菌生物塑料包裝的途徑，同時這項研究開辟了一條將果皮等農(nóng)產(chǎn)品加工廢物轉(zhuǎn)化為有價值的可降解抗菌生物塑料包裝的途徑，為解決塑料污染、食品安全/浪費和資源利用提供了新穎的策略。

　　參考文獻

　　https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131074