综述：海藻多糖基材料在先进食品包装中的应用

本综述系统探讨了海藻多糖（如卡拉胶、琼脂、藻酸盐等）作为可持续包装材料的潜力，重点分析了其结构特性、成膜性能、除臭策略及通过添加增塑剂、壳聚糖、纳米材料和精油等增强策略，以克服纯膜机械强度差、屏障性能有限等问题。文章还评述了其在果蔬、肉制品等食品活性包装中的应用，为减少塑料污染、推动循环经济提供了理论依据。

　　

海藻多糖基材料在先进食品包装中的应用

引言

食品浪费是指供应链中因损耗、变质、丢弃或转作他用而导致的食用价值降低。据联合国统计，全球每年约有13亿吨食物被浪费或损失，加剧了约7.95亿人的饥饿问题和近10亿人的营养缺乏。食品产业贡献了全球约22%的温室气体排放和30%的能源消耗，而食品浪费进一步放大了气候变化的影响。因此，通过适当的食品包装减少浪费、保障产品安全，对实现联合国可持续发展目标（SDGs）中的“零饥饿”（SDG 2）、“负责任消费和生产”（SDG 12）及“气候行动”（SDG 13）具有重要意义。

传统塑料包装（如PS、HDPE、LDPE、PP、PET）的大量使用导致塑料污染加剧，仅约9%的塑料废物被回收，大量进入海洋环境。微塑料及其携带的毒性物质（如邻苯二甲酸盐、双酚A、重金属）可能迁移至食品中，危害生态系统和公共健康。生物可降解和/或生物基聚合物因此被视为替代不可降解聚合物的理想选择。生物聚合物市场正快速增长，年复合增长率达14%。其中，天然生物聚合物（如蛋白质、多糖）因其良好的生物相容性、可降解性及成膜特性，在活性包装中展现出广阔前景。海藻多糖作为海洋资源，具有不占用耕地、生长快、成本低等优势，成为可持续包装的重要候选材料。

海藻概述

海藻（大型藻类）是海洋生物多样性的关键资源，光合效率高，生物量大。目前已发现约10,000种海藻，多数生长在岩石等固体基质上，深度可达180米。从营养学角度看，海藻富含多糖、蛋白质、矿物质和维生素，但其应用常受固有腥味限制。

海藻异味及除臭策略

海藻在培养过程中产生的挥发性化合物（如二甲基硫醚、土臭素）是导致其腥味的主要原因。当前除臭技术包括物理吸附、化学处理和生物酶法，旨在降低异味成分浓度，提升材料接受度。

活性包装

活性包装是一种通过包装、食品与外部环境间的动态相互作用延长食品货架期、提升安全性的新兴技术。全球活性包装市场预计将从2025年的159.5亿美元持续增长。海藻多糖基活性包装可通过调控包装环境或释放生物活性化合物（如抗菌、抗氧化成分）发挥功能。

海藻多糖基薄膜特性

海藻多糖基薄膜的性能表征包括机械性能（拉伸强度TS/MPa、断裂伸长率EAB/%）、屏障性能（水蒸气、氧气、紫外线阻隔）、热稳定性以及抗菌抗氧化活性。纯海藻多糖膜存在亲水性过强、机械强度不足等问题，需通过复合改性提升性能。

增强策略

为克服纯膜局限性，研究者采用多种增强策略：

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  增塑剂：提高薄膜柔韧性和延展性，但过量添加可能降低机械强度。
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  壳聚糖：与海藻多糖复配可增强薄膜的抗菌性和机械性能。
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  纳米材料：如纳米纤维素、纳米黏土，可显著改善屏障性能和热稳定性。
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  精油：提供天然抗菌抗氧化活性，但需注意其对薄膜气味的影响。
  复合薄膜通过协同作用，实现性能定制化，满足特定应用需求。

食品包装应用

海藻多糖基薄膜在果蔬、肉类、海鲜和乳制品包装中表现出显著优势。例如，卡拉胶基薄膜可抑制微生物生长，延长鲜肉货架期；藻酸盐复合膜能减少果蔬水分流失，保持新鲜度。这些应用验证了其在减少食品浪费、提升安全性方面的潜力。

挑战与未来展望

海藻多糖基薄膜的发展面临亲水性过强、规模化生产难度大、成本高等挑战。未来研究应聚焦于开发新型疏水改性技术、优化生产工艺、推动标准化建立，并探索其在智能包装等新兴领域的应用。通过多学科合作，有望实现海藻多糖基包装材料的商业化，助力全球循环经济转型。

结论

海藻多糖基材料作为可持续包装解决方案，在减少塑料污染、支持食品保鲜方面具有独特优势。通过材料改性和技术创新，其性能可进一步提升，为食品包装行业的绿色转型提供有力支持。