成果介绍
食品变质会造成资源浪费和环境污染，对人类的生命和健康构成巨大威胁。虽然良好的包装方案可以防止食品变质，但目前普遍使用的石化塑料包装往往难以降解和回收，同时对环境安全造成巨大影响。生产可替代石油塑料的生物降解包装材料受到研究人员的广泛青睐。世界各地的水果加工厂在收获、运输、储存和加工水果的过程中会产生大量果皮等废弃物。这些废物富含生物质资源（如果胶和纤维素）和生物活性物质（如多酚），为生产可降解的活性生物塑料提供了可能。然而，这些废弃物经常被直接丢弃，这不仅造成环境压力，还浪费了宝贵的资源。因此，通过简单的策略充分利用这些废弃物中的有用资源，制备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义。
在此背景下，艾仕云教授团队利用简单的超声波辅助柠檬酸加热法，从柑橘皮废弃物中合成了一种用于易腐水果保鲜的环保型生物塑料。这一工艺的特点是分离和重组果皮中的内源成分（纤维素、果胶和多酚）。由此产生的生物塑料在性能、环境影响和可持续经济性方面具有独特的优势。
(1)性能。这些生物塑料的特点是内源果胶、多酚和纤维素微/纳米纤维之间的纳米级缠结和重组氢键形成。它们具有独特而优异的柔韧性、机械强度、水稳定性、气体阻隔性、抗氧化性和抗菌性，可用作包装材料，大大延长水果的保质期。这为解决食品腐败造成的浪费、环境污染和人类健康威胁提供了可行的策略。
(2)环境影响。这些生物塑料的生产过程对环境友好，能耗低，生产出的生物塑料可在自然环境中安全地进行生物降解和堆肥，为小麦等农作物的生长提供养分。生命周期评估（LCA）结果表明，这些生物塑料对环境的影响远远低于石化塑料或其他可生物降解材料。这为从根本上解决传统塑料造成的生态失衡和人类健康威胁提供了新的视角。
(3)可持续性经济。合成这些生物塑料过程中所用的水和化学品可以简单地回收用于下一个循环，而生成的生物塑料也可以通过简单的机械搅拌和加热轻松回收，形成新的生物塑料，这展示了一种独特的双循环模式。此外，还从生物塑料生产过程中产生的唯一废液中回收了富含阿拉伯糖/半乳糖侧链的RG-I型果胶多糖，从而利用了整个果皮废物资源。回收的果胶具有出色的乳化性能和自凝胶潜力，可被视为天然乳化剂和流变改良剂，这为果皮废弃物资源的高价值应用以及食品、化工、化妆品和医药行业先进材料的制备提供了更多机会。
总之，从环境、经济、食品安全和资源利用等角度来看，这项工作无疑最大限度地发挥了果皮资源的应用潜力，为塑料污染和食品安全提供了新颖的“一石多鸟”解决方案。
● 创新性/应用前景
这项研究极大限度的开发和利用了果皮资源，实现了其高值化应用。所制备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潜力。这些塑料无毒、可抗菌和抗氧化，为用于食品保鲜包装提供了更多可能。这项研究开辟了一条将果皮等有机废物转化为有价值的可降解抗菌生物塑料包装的途径，同时这项研究开辟了一条将果皮等农产品加工废物转化为有价值的可降解抗菌生物塑料包装的途径，为解决塑料污染、食品安全/浪费和资源利用提供了新颖的策略。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131074
