魏明華 杜延超
(濟南市產品質量檢驗院,山東濟南 250000)
如今環(huán)境污染與能源緊缺問題成為世界性難題,由于塑料材料的運用,所產生的廢棄物對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污染,“白色污染”問題成為世界范圍內需解決的問題。塑料材料的制作原料主要源于石油,日漸枯竭的石油資源成為影響一個國家生產和發(fā)展的主要因素[1]。
在此背景下,世界各國都開始研究如何減少和降低塑料制品的應用,致力于研發(fā)出可再生、污染小的替代性材料。其中生物可降解塑料就是一種典型的可再生、污染小的材料。隨著我國“限塑令”的推行,生物可降解塑料開始廣泛的運用于日常生產和生活當中。因此,文章針對生物可降解食品包裝材料進行研究,并對其制品的檢驗質量標準加以明確,分析其成分及質量安全性,積極推廣綠色環(huán)保型塑制品材料,為打造食品包裝材料新業(yè)態(tài)做出一份微薄的貢獻[2]。
食品包裝材料以塑料為主,為了更好保護生態(tài)環(huán)境安全,強化塑料材料的管控成為世界各國的必然選擇。我國自2008年1 月就已出臺《關于限制生產銷售使用塑料購物袋的通知》,并于同年6 月全面禁止全國范圍內的超薄塑料袋,并推行有償使用制度。到2015 年1 月,我國吉林省篩選推行“禁塑令”,全面禁止生產、銷售不可降解塑料袋、餐具等,成為我國首個頒發(fā)限塑令的省份。到2019 年,海南省頒發(fā)《全面禁止生產、銷售及使用一次性不可降解塑料制品實施方案》,明確至2025 年,省內禁止生產、銷售及使用塑料制品。2020年1 月,國家推出《關于進一步加強塑料污染治理的意見》,明確率先在國內部分地區(qū)禁止和限制塑料制品生產、銷售及使用[3];明確要求針對一次性發(fā)泡塑料餐具、棉簽及含塑料微珠的產品需分步驟禁止生產銷售,在此基礎上大力研發(fā)推廣環(huán)保綠色的塑料制品,積極探索和發(fā)展一條符合綠色環(huán)保主題的全新發(fā)展業(yè)態(tài)。
淀粉本身是由葡萄糖成分組合的天然高分子鏈聚合物,內部蘊含數(shù)十萬的分子數(shù)量。在結構上,淀粉可直接劃分為直鏈和支鏈兩種,其中直鏈可有效溶于水中,而支鏈則正好相反,兩者的分子數(shù)含量和植物的來源存在較為緊密的聯(lián)系。通常純熱塑性淀粉因為其分子鏈端存在大量羥基,因此具備一定的吸濕效果,但是所具備的力學性能優(yōu)于吸濕性而受到影響。在淀粉分子鏈相互間很容易產生雙螺旋結構,由此致使材料整體強度不符合要求。
在具體工藝上,通常會對淀粉的分子結構實施針對性物理及化學改性,也可與其他具備較高相容性的分子材料混合,從而具備較高的抗?jié)櫭浶?、成膜性及物理機械性等,并且受微生物作用,淀粉材料最終可降解為葡萄糖、無害二氧化碳及水。
PLA 材料屬于當前研究及運用較為廣泛的生物基可降解材料,其主要由乳酸聚合所得。在聚合方式上,首先是將玉米、秸稈等原料作為基料,并于溶液狀態(tài)實現(xiàn)乳酸單體聚合的效果;其次是可采用兩步法將乳酸聚合所得環(huán)狀二聚體丙交酯再次凝聚為聚乳酸,這種聚合操作的工藝較為成熟。聚乳酸本身具備良好生物降解性的同時,其相容性也較為理想,并且其物理機械性能也非常突出,集中表現(xiàn)于光澤度、透明度及強度和耐熱性等方面,兼具抑菌、防霉的效果。PLA 材料在最終降解后可產生二氧化碳與水,成為當前領域中公認的環(huán)保類材料。因為人體當中也具備單體狀的乳酸成分,所以PLA 材料對人體的危害非常低,具備綠色、無公害特性。
植物纖維材料用于食品包裝材料通常是制作一次性的纖維容器,可借助廢棄秸稈類植物纖維為主料,在此基礎上摻入符合安全衛(wèi)生標準的無毒成型劑,再通過特殊工藝及成型方法最終制造出可降解的環(huán)保綠色材料。此類材料本身特點優(yōu)勢明顯,具備耐油、耐冷凍及耐酸堿的特點,其強度更是高于泡沫和紙質材料。采用植物纖維產品不但有效的治理了“白色污染”的問題,同時也給秸稈植物纖維的綜合運用開拓了一條良好的路徑。
可降解材料本身具備綠色、環(huán)保、安全及無污染的特點,在食品領域當中具有非常巨大的市場需求。但此類材料普遍在耐熱性、耐水性及機械強度方面存在明顯的缺陷,并且產品本身的保質期也相對較短,這些都直接造成了一定的限制效果。當前可降解材料在食品包裝領域當中的運用,主要表現(xiàn)為兩個方面,一是膜袋類食品包裝材料,二是容器工具類包裝材料。
降解材料可以針對性的實施改性,重點需要切實提升機械強度,強化阻隔性能,并在此基礎上賦予特殊功能,如具備抗菌性、可食用性、智能顯示性等等,這些都將成為往后食品包裝材料持續(xù)研究及發(fā)展的主要方向和趨勢。當前在實際使用中,可降解材料主要用于制作膜袋材料和容器工具類材料兩種。
降解食品包裝材料制品,具體指已可用于與食品進行接觸用的食品包裝成品。針對成品的要求,當在食品包裝材料領域中仍然以降解和機械性能為主,而可降解塑料本身作為食品相關材料則要求其充分滿足檢驗符合安全質量要求。
關于降解食品包裝材料制品及檢驗的質量,則表現(xiàn)為必須符合國家食品安全標準的限量要求。最早于2016 年,國家衛(wèi)計委頒發(fā)了一系列有關食品包裝降解材料的強制標準。其中,強制性標準GB 4806.7-2016《食品安全國家標準食品接觸用塑料制品》的內容當中明確規(guī)定,與食品直接接觸的包裝材料和其他相關材料的特定遷移量、遷移總量限量及最大殘留量等標準均要符合其規(guī)定要求。
此外,還需充分符合相應的感官及理化指標(如表1 所示),因為有部分添加劑或降解添加物對人體具備一定的毒副作用,因此此類食品包裝制品要求其添加劑的品種、應用范圍、最大劑量、殘留量及特定遷移量等均應當充分符合國家標準要求。
表1 降解材料在國家食品安全標準中的檢驗標準
綜上,在食品包裝材料制作當中,可降解材料具備循環(huán)、環(huán)保及無污染的特點,在實際運用當中成為主流趨勢。如今我國在可降解食品包裝材料領域的研究已經取得了初步的成效,研發(fā)并推出了淀粉材料、PLA 材料(聚乳酸材料)、植物纖維材料等代表性的可降解材料類型。但整體而言所具備的降解技術并不成熟,同時存在生產成本高、質量安全難以保障的缺陷。
在往后的研究工作當中,應當更多的將研發(fā)重點集中于可降解材料制品及檢驗的質量方面,嚴格要求強制性標準GB 4806.7-2016《食品安全國家標準食品接觸用塑料制品》中的包裝材料和其他相關材料的特定遷移量、遷移總量限量及最大殘留量等指標均需符合質量檢驗標準。只有這樣才能切實保障降解食品包裝材料及制品的質量。