细菌纤维素可被用于制造新型可食用包装材料

我们可能很快就会吃完一盒麦片，然后再吃掉它的袋子。研究人员已经转向利用细菌产生的纤维素来制造一种复合包装材料来代替塑料。 这种材料不仅坚固且可持续生产，而且可生物降解，更重要的是，可以食用。

塑料可能需要 50 到 200 年才能分解，具体取决于塑料的原料。 几十年来，石油基塑料在包装中的使用导致了严重的污染，从而推动了开发更环保和可持续的包装材料。

生物衍生聚合物提供了一种“绿色化”一次性包装的方法。 其中一种细菌纤维素（BC）引起了研究人员的特别兴趣。 BC是由细菌合成的超细纤维素纳米纤维网络，具有比植物纤维素更高的保水能力、更高的拉伸强度、质地明显柔软、纤维含量高等性能。

现在，香港中文大学的研究人员利用BC创造了一种新型复合一次性包装材料，该材料不仅环保，而且还可以食用。

该研究的通讯作者To Ngai表示：“人们对BC进行了广泛的研究，包括其在智能包装、智能薄膜以及通过混合、涂层和其他技术创建的功能化材料中的应用。” “这些研究证明了BC作为一次性塑料包装材料替代品的潜力，使其成为我们研究的合理起点。”

作为该材料的基础，研究人员使用了 Komagataeibacter xylinus 细菌分泌的纤维素，该细菌是一种知名的可持续、无毒 BC 生产者。 与植物纤维素不同，纤维素是通过发酵过程生产的，这意味着不需要砍伐树木或农作物，也不会破坏栖息地。 顺便说一句，Komagataeibacter细菌经常被发酵来制作传统的茶饮料康普茶（红茶菌）。

然后，研究人员将从大豆中分离出的大豆蛋白嵌入到纤维素结构中，并用海藻酸钙制成的耐油复合材料对其进行涂覆，总而言之，这是一个相对简单的过程。“它不需要化学反应等特定的反应条件，而是需要简单实用的混合和涂覆方法，”Ngai 说。

经过测试，他们发现这种新型材料透明、耐油、对人体细胞无毒，并在一到两个月内完全生物降解。 他们发现，与低密度聚乙烯塑料相比，该材料作为一次性袋子来存放零食、糖果、街头食品、面包或类似食品的性能相当。 用这种材料制成的吸管的强度足以刺穿市售珍珠奶茶的塑料膜，并且在水中浸泡 24 小时后仍能保持其完整性。

Ngai 表示：“这种方法为应对开发可持续和环保包装的挑战提供了一个有前景的解决方案，可以大规模替代一次性塑料。”最重要的是，该材料的成分意味着人类和动物可以安全食用。海龟和其他海洋动物可以安全食用，不会对海洋造成水生毒性。

研究人员计划继续研究他们的新型包装材料，增强其多功能性并解决使用BC的缺点之一，即其热塑性或在高温下成型并在冷却时固化的能力。

“细菌纤维素的主要挑战之一是它们不是热塑性的，这限制了它们在某些应用中的使用潜力，”Ngai 说。 “通过解决这个问题，我们希望使细菌纤维素薄膜比传统塑料更具竞争力，同时保持其生态友好性。 这项研究提醒我们，天然原材料已经具备必要的特性，可以超越塑料包装的功能。”

该研究发表在《化学工业协会》杂志上。