维普资讯 http://www.cqvip.com 材料的应用 李勃昕 近几年来，淀粉类包装材料正逐步从理论研究走向更 淀粉＜水解＞ｎ＞ｍ糊精＜水解＞麦芽糖＜水解＞Ｄ一葡 多的实践应用。淀粉作为包装材料，有着诸多优点：淀粉 萄糖 类包装材料具有良好的性质，可以取代现有的一些有机聚 淀粉类包装材料的应用 合包装材料，同时它还是一种可再生资源，不构成资源威 淀粉是一种廉价的农产品，在包装材料中的应用具有 胁；另外淀粉类也是天然材料，不会对环境造成污染；更 广泛的前景。而天然淀粉以结晶的珠状存在，本身并不具 为重要的是，淀粉类包装材料具有一些特性，适合于一些 有良好的可加工性，所以淀粉应用于包装材料需要对其进 特性包装，最主要就是用于可食性包装，这一点也是近年 行变性处理或者与其它材料进行复合加工。 来包装材料的研究热点。 淀粉的基本结构 淀粉（Ｃ Ｈ Ｏ ）ｎ是一种常见的多糖，它存在于多种 ２中分别表示直链淀粉和支链淀粉两种形式。 １．变性淀粉类包装材料 为改善淀粉的性能、适合包装应用的要求，利用物理、 植物中，主要有直链淀粉和支链淀粉两种成分。图１和图 化学或酶法进行变性处理，在淀粉分子上引入新的官能团 或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天 然特性（强度、热粘度及其稳定性、成膜性、透明性等）， 使其满足作为包装材料的特性要求。变性淀粉可作为包装 ０ ０ ０ 材料的有氧化淀粉、交联淀粉、醚化淀粉等。 氧化淀粉：氧化淀粉引入了羟基和羧基，使得直链淀 粉的凝沉趋向降到最低限度，从而保持粘度的稳定性，具 有低粘度，高固体分散性，极小的凝胶作用。它能形成强 韧、清晰、连续的薄膜，生产出的食品包装薄膜比酸解淀 粉或原淀粉的薄膜更均匀，收缩及爆裂的可能性更少，也 更易溶于水。在造纸工业用作表面施胶剂、涂布胶粘剂、湿 布添加、瓦楞纸粘合剂等。 ０ 交联淀粉＿交联作用是指在分子之间架桥形成化学键， 淀粉在在酸或者酶的作用下可以逐步水解，首先水解 加强了分子之间氢键的作用。交联淀粉包装材料适用于冷 为糊精，继续水解生成麦芽糖，而最终水解的产物是葡萄 冻食品的包装，对热、酸和剪切力影响具有高稳定性。造 糖，水解过程如下： 纸工业中用作打浆施胶剂，瓦楞纸和纸箱纸的胶粘剂。 醚化淀粉：由于醚键稳定性较高，在水解、氧化、糊 精化、交联等过程中，醚键不会断裂，醚化淀粉糊液透明， （Ｃ ６Ｈ１０Ｏ ５）ｎ一一（Ｃ ６Ｈ１０Ｏ ５）ｍ一一Ｃｌ ２Ｈ ２２Ｏ１１一一 Ｃ ６Ｈ１２Ｏ６ 中国包装２００７／２ 维普资讯 http://www.cqvip.com 流动性好，凝沉性弱，稳定性高。醚化淀粉作为包装材料 成膜性好，膜透明，柔韧，平滑，耐折性好。 聚脂类复合淀粉材料淀粉和亲油性聚合物如脂肪族 聚酯形成的复合型淀粉包装材料不仅具有很高的生物可降 解性，而且还提高了淀粉作为包装材料的机械加工性，降 低了包装对水的敏感性。 其它一些复合性淀粉包装材料如淀粉和聚稀烃的复合 ２。变构类淀粉材料 变构淀粉是指运用某些方法改变淀粉的组织结构，使 之符合包装材料的应用要求。淀粉类材料应用于包装工业 最大的难题是其机械加工性能和自身性质不能达到包装要 材料、淀粉和纤维素的符合材料也具有较好的机械加工 求，而淀粉包装膜的性能主要是由淀粉自身的组成结构决 定的，直链淀粉的含量提高能改良淀粉类包装膜的性能。 最近研究显示，山药淀粉的直链含量较高，加入增塑剂以 后，可大大提高山药淀粉的机械加工性能，制作的包装薄 膜性能与聚乙烯包装薄膜相似。而在淀粉中加入某些特种 酶也可以提高淀粉中的直链淀粉的含量，如加入鲁兰酶 后，淀粉中的０ｃ一１，６糖苷键被破坏，这样就提高了直链 淀粉的比例，提高了淀粉的机械加工性能和各种成型性 能，使淀粉能够具有较好的抗张强度和伸缩性，适合做食 品包装的包装膜、包装袋等。 ３。复合型淀粉包装材料 复合型淀粉材料是在淀粉中加入其它物质，破坏淀粉 粒的结晶结构，使其成为具有更好的加工性和适用性的材 料。当前应用范围较为广泛的有复合性淀粉塑料，其它的 有经过糊化和变性再加入高分子复合试剂形成的直链淀粉 复合物等。复合淀粉材料具有良好的加工性能和机械性 能，可以在一些领域替代传统的塑料包装材料，同时还具 有淀粉类材料完全降解的性能。 乙烯一丙稀酸（ＥＡＡ）共聚物与淀粉的复合材料：早 在１９７７年，Ｏｔｅｙ等人研究开发了乙烯一丙稀酸（ＥＡＡ） 共聚物和热塑淀粉的复合材料，它具有很好的抗撕裂性能 和抗老化性能，１９９０年代后期，国外研究使用复合材料制 成的包装膜具有良好的拉伸性能，加工性能和机械性能也 较淀粉原材料大大提高，但是同时它对环境比较敏感，而 且不具有降解性，了其在包装业的广泛应用。 乙烯醇（ＰＶＡ）共聚物与淀粉的复合材料：这种材料 运用于包装也是１ ９９０年代后期，它在化学上具有特殊的流 变学行为，作为包装材料可以容易的使用传统的吹塑技术 进行材料加工。乙烯醇与淀粉的复合包装材料具有很好的 机械性能，它成型的包装膜可以替代传统塑料ＰＳ，ＡＢＳ树 脂等，但是乙烯醇（ＰＶＡ）共聚物与淀粉的复合包装材料 对水比较敏感，用它制成的包装薄膜吸水后会变脆，影响 包装性能。 性，但是由于其降解性较差，容易受到水的影响，并没有 在包装材料中形成广泛的应用。近年来这一领域的研究者 们更多的研究了淀粉和水容性聚合物的包装材料，如聚乙 烯醇（ＰＶＯＨ）等，这些材料具有很好的可降解性，有一 些由于可完全水解可应用于可食性包装中。 淀粉类包装材料的市场应用情况 早在１９９７年代，意大利的Ｎｏｖａｍｏｎｔ公司就开发了 复合淀粉的专利权，并开始研究淀粉类材料在包装工业中 的应用，他们以Ｍｓｔｅｒ—Ｂｉ为商标，生产大量的淀粉类符 合材料，这其中很大一部分应用于工业包装中的泡沫塑 料、各种包装薄膜、食品包装袋等。而意大利的Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅａｒｃｈ公司具有生产疏松材料和炮沫板的许可权，同时 还和Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．共同拥有生产淀粉基疏松填料的技术 许可权。Ｗａｒｎｅｒ Ｌａｍｂｅｒｔ公司则开发了变性淀粉技术， 拓宽了淀粉类复合材料应用于包装工业的前景。 近年来，研究者将淀粉与聚羟基丁酸酯（ＰＨＢ）、聚 乳酸（ＰＬＡ）等可完全降解的高分子材料混合，组成的复 合包装材料大大降低了可降解包装材料的成本。而淀粉基 生物塑料也已经广泛应用于包装工业，不完全估计，其每 年的产量已经超过２５０００吨，其中７５％以上应用于包装业， 主要产品有包装塑料，包装袋，包装薄膜等，淀粉基的生 物塑料已经成为传统包装塑料的主要替代品。 淀粉类的包装材料近年来被广泛的应用于食品包装中， 尤其是可食性包装膜（ｅｄｉｂｌｅ ｐａｃｋａｇｅ ｆｉｌｍ）。淀粉本身 乳化后能形成薄膜，早期应用于糖果的可食性内包装，俗 称糯米纸。淀粉由于自身的性质缺陷，在制作可食性包装 膜时需要与其它一些材料进行复合加工，成为多层复合包 装薄膜，美国、日本等发达国家利用马铃薯、玉米为基础 淀粉材料，与一些酯类材料加以复合，成功的研制了具有 良好机械加工性能，又可完全降解的可食性包装薄膜，这 些淀粉类包装薄膜已经应用到了蔬菜、水果、肉类、糖果、 糕点等多类食品的包装中，取得了非常好的包装效果。这 些都只是淀粉类包装材料的初步应用，相信随着进一步的 研究，淀粉类包装材料必然会有更为广泛的工业应用和积 极的市场前景。 中 国 装 ｌｌ２Ｏ 主
