劉嘉亮，呂昭瑋，霍麗斯

（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，廣東順德 528300）

由于一次性發(fā)泡塑料餐具具有保溫性、耐壓性、質(zhì)量輕、價格便宜等優(yōu)點，多年來一直占據(jù)著較大的市場份額。20 世紀(jì)90 年代末期，該類餐具被認(rèn)為是造成大量“白色污染”的“元兇”，我國開始在鐵路車站、旅客列車、長江及太湖等內(nèi)河水域航運的客船和旅游船上禁用。因為是一次性發(fā)泡餐具所造成的“白色污染”是主要的社會污染問題之一。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心的數(shù)據(jù)顯示，截至2016 年12 月，我國網(wǎng)上外賣用戶規(guī)模達(dá)到2.09 億人，年增長率為83.7%，市場規(guī)模達(dá)到1 662.4 億元，2017 年在線餐飲外賣用戶規(guī)模預(yù)計將達(dá)到3.01 億人，市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到2 045.6 億元。根據(jù)國人餐飲使用習(xí)慣，有環(huán)保組織調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，平均每單外賣會消耗3.27 個一次性塑料餐盒/杯，每天消耗的一次性餐飲具超過了6 000 萬個[1-4]。其中，外賣餐具多為塑料制品，材質(zhì)多為聚丙烯、聚乙烯，很難降解，尤其是一次性塑料餐盒在高溫環(huán)境下產(chǎn)生有毒物質(zhì)，會遷移到食品中造成食品安全問題，在影響人們的食用安全的同時，還會對大氣、土壤等造成污染。

隨著外賣行業(yè)的發(fā)展，所帶來的環(huán)境污染問題不容忽視，一次性發(fā)泡餐具所帶來的環(huán)境問題亟待解決，因此需要從“源頭”著手，對一次性塑料餐具進(jìn)行改良與優(yōu)化，尋求一種安全、綠色環(huán)保的一次性發(fā)泡可降解型餐具。據(jù)資料顯示，當(dāng)前可以將一次性發(fā)泡餐具替代品分為可降解塑料餐具、紙板類餐具、淀粉類餐具、植物纖維餐具、紙漿制品餐具這五大類。由于我國是一個農(nóng)業(yè)大國，植物纖維資源豐富，容易獲取，因此可降解植物纖維餐具具有廣闊的市場前景[5-6]。

1 植物纖維餐具的優(yōu)勢和缺點

植物纖維餐具，主要以麥秸、稻麥殼和稻草等植物纖維為原材料，把原料粉碎以后，加入一定量的膠黏劑和添加劑，混合均勻后通過熱壓制成。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，植物秸稈資源豐富，但大部分都作為產(chǎn)熱材料使用；每年各種水果加工后的果渣有上千萬噸。植物纖維類緩沖包裝材料能夠有效解決這部分過剩材料問題[7-8]。該類餐具具有降解能力強(qiáng)、無污染等特點。同時，植物纖維餐具生產(chǎn)所需要的投資少、生產(chǎn)效率高、所需面積小等優(yōu)點，而且生產(chǎn)過程中沒有有毒有害物質(zhì)的排放，生產(chǎn)用水可以循環(huán)使用。另外，所使用的黏合劑為天然物質(zhì)，如面粉、米粉等，這些黏合劑對人體無毒、無害，且具有降解性[9]。

缺點是當(dāng)前的生產(chǎn)工藝并不是十分成熟，不能適應(yīng)大規(guī)模生成，此外原材料因生長過程中的農(nóng)藥殘留、糞便、灰塵和附著其上的細(xì)菌霉菌在產(chǎn)品的安全上可能存在隱患。而且在潮濕的環(huán)境中存放時，產(chǎn)品容易因吸潮產(chǎn)生霉變；此外產(chǎn)品的機(jī)械性能方面仍需要加強(qiáng)，熱油狀態(tài)下的黏合強(qiáng)度差、脆性大等[10-11]。

2 生產(chǎn)工藝

植物纖維餐具一般以農(nóng)作物麥秸稈等為原材料，生產(chǎn)工藝上主要分為干法和濕法2 種。

（1） 濕法工藝如下。

（2） 干法工藝如下。

由于干法工藝的生產(chǎn)流程較短、投入少、效率高，因此植物纖維餐具常用干法工藝生產(chǎn)[12]。

3 國外研究狀況

隨著一次性發(fā)泡餐具對人身安全和生存環(huán)境所造成的危害被逐漸認(rèn)識，國外的研究學(xué)者逐步開始對餐具的工藝進(jìn)行研究與優(yōu)化。對于這方面的研究開展較早，其中美國、英國、日本等國家在綠色環(huán)保降解型的餐具研究上處于世界前列。Williams H 等人[13]以低成本的有機(jī)材料和容易分解的草本植物作為原料，制備出可降解的一次性餐具。有研究人員在玉米淀粉餐具中加入一定量的植物纖維來改變玉米淀粉餐具的機(jī)械性能。在2007 年Brunel 大學(xué)的研究發(fā)布會上，研究人員發(fā)表了有關(guān)采用麥草纖維在分離和提純后與熱塑性淀粉進(jìn)行熱壓加工，制成可用于建筑材料和包裝材料的研究。

Chindyasov V[14]研究了淀粉、聚乳酸、滑石粉混合物和相關(guān)添加劑的烘焙發(fā)泡條件。Balzaretti C 等人[15]研究了亞麻纖維、黃麻在添加了增強(qiáng)淀粉后的發(fā)泡工藝條件。研究人員使用拉伸試驗的方法測定了由以谷物和塊莖淀粉為發(fā)泡原材料生產(chǎn)的低密度泡沫塑料的力學(xué)性能，而且該種材料能夠使用傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。研究人員使用植物蛋白制備出可以食用的餐具；而日本研究者使用小麥粉（主要成分是淀粉和蛋白質(zhì)） 也制備出可以同時食用和包裝的餐具。在廢棄后又可以粉碎用作飼料，大大提高生物高分子材料的再利用率。Schneider J S[16]研究顯示，當(dāng)采用從環(huán)境中分離出來的分解微生物來分解聚酯、纖維素/殼聚糖薄膜和PVA 等材料時，降解性能的試驗結(jié)果與實際自然環(huán)境中的降解存在較大的差異。

從國外的研究現(xiàn)狀來看，對于一次性發(fā)泡餐具的研究所涉及的方面與內(nèi)容是非常廣泛的，涉及到可降解材料的選用、發(fā)泡的工藝和餐具材料的性能研究等內(nèi)容。

4 國內(nèi)研究狀況

雖然我國在這方面的研究起步較晚，但是隨著我國環(huán)保和安全意識的提高，取得了不錯的研究進(jìn)展。主要體現(xiàn)在以下方面。

（1） 一次性發(fā)泡餐具的現(xiàn)狀和危害。季志堅[17]通過對上海市最新發(fā)布的一次性塑料餐飲具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查公告進(jìn)行了解，指出一次性塑料餐具的使用現(xiàn)狀并不樂觀，在抽查的188 批次的產(chǎn)品中不合格的共有25 批次，仍然有13.3%的不合格率，這不僅對人身安全造成影響，也使得環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重，因此亟待解決與優(yōu)化，制造高品質(zhì)的餐具產(chǎn)品。霍嬌等人[18]通過試驗檢測的方式對成都市所銷售的一次性塑料餐飲具中鄰苯二甲酸酯類進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果顯示，部分PAEs 檢出率較高、最高殘留量較大，且有不得用于食品接觸材料的PAEs 檢出，一次性塑料餐飲具的安全性堪憂，嚴(yán)重威脅了人們的健康安全，需要生產(chǎn)安全系數(shù)更高的一次性餐具。

（2） 可降解等環(huán)保型一次性餐具的制備與開發(fā)。尹國平等人的研究指出,當(dāng)使用以可降解大豆蛋白基為原材料的包裝產(chǎn)品，可以減少對環(huán)境污染，降低對能源的消耗，有利于生態(tài)資源的可持續(xù)發(fā)展。隨著大豆蛋白基可食用餐具及容器的生產(chǎn)技術(shù)的改良和進(jìn)步，可以有效降低環(huán)境污染和生物蛋白利用率。胡婉玉、蔣成義等人利用聚乳酸（PLA） 和秸稈進(jìn)行共混結(jié)合，生產(chǎn)出了一種降解速度快、價格低廉、無毒無害而且性能良好的秸稈餐具或器皿。馬麗葉等人[19]指出淀粉具有成本低廉、來源廣泛、良好的熱塑性、對環(huán)境不造成任何污染等特點，在餐具的降解環(huán)保的應(yīng)用上具有非常強(qiáng)大的應(yīng)用前景。同時，對該材料應(yīng)用中所存在的不足進(jìn)行了探討與分析，指出存在耐水性能差、機(jī)械強(qiáng)度弱等劣勢，還有待進(jìn)一步改良與研究。趙軼凡等人[20]指出玉米芯含有豐富的纖維素、木質(zhì)素等，在一定條件下可使其具有致密的性狀且易于降解；利用玉米芯的優(yōu)勢將其作為主要的原材料，并通過正交試驗確定各原材料的配比，并經(jīng)過擠壓工藝最終形成餐具，對材料降解時間等性能進(jìn)行了試驗研究，達(dá)到了環(huán)保以及減少了對人體的傷害。周廣業(yè)等人[21]主要利用聚乳酸，并與其他的納米水性如黏合劑、復(fù)配發(fā)泡劑、鹽酸苯肼等開發(fā)制作了一次性餐具，并申請了專利，該餐具有綠色環(huán)保、可降解、無環(huán)境污染等特點，值得廣泛推廣。

此外，南通工業(yè)學(xué)院采用整體澆注、一步成型發(fā)泡法，選用天然植物纖維為基本材料，添加以碳酸氫鈉、碳酸氫銨為主的發(fā)泡劑、黏合劑，所制得的產(chǎn)品可完全降解，但對模具和制備工藝的要求較高。

5 結(jié)語

目前，國內(nèi)外對于一次性發(fā)泡餐具的安全和環(huán)保性能持以高度關(guān)注，在環(huán)保性能和使用安全性能上，都不斷開展了技術(shù)創(chuàng)新，以達(dá)到產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的共贏。但是，針對于目前的研究現(xiàn)狀來看，方法和制備手法多樣，但是在具體的環(huán)保型安全型的一次性發(fā)泡的開發(fā)上還有待深入研究，根據(jù)我國國情尋求成本低廉，同時還有良好的安全環(huán)保特性的一次性餐具非常必要，對于促進(jìn)餐飲行業(yè)的良性發(fā)展、保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量安全和維持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等方面都具有重要的現(xiàn)實研究價值與意義。