单材料与多材料包装对熟食火腿环境可持续性的生命周期评估研究

《Waste Management》：Environmental sustainability of mono- and multi-material packaging for cured meat products

本研究针对熟食火腿包装系统，通过生命周期评估(LCA)方法比较了单材料与传统多材料改性气氛包装的环境性能。研究发现，由于单材料包装保质期较短(21天)导致潜在食品浪费(PFW)增加，其在全球变暖、臭氧形成等5个影响类别中环境足迹更高。该研究为食品包装可持续性评估提供了重要科学依据，对推动循环经济背景下包装创新具有指导意义。

　　

在全球塑料污染问题日益严峻的背景下，食品包装的可持续性成为学术界和产业界关注的焦点。随着欧盟《包装与包装废弃物法规》(PPWR)的实施，要求包装材料优先考虑可回收性，传统多材料食品包装面临严峻挑战。这类包装通常由聚烯烃、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等不同聚合物组合而成，并包含乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)阻隔层或无机涂层（如氧化铝(AlO_x)和氧化硅(SiO_x)），虽然能有效维持改性气氛包装(MAP)环境，延长食品保质期，但其复杂的材料构成给机械回收带来巨大困难。

与此同时，单材料包装作为潜在解决方案备受关注，特别是单材料PET托盘/盖膜密封系统，因其与现有回收基础设施兼容性更好而显示出优势。然而，单材料包装在熟食火腿等易腐食品中的应用效果及其整体环境表现尚不明确。意大利帕尔马大学食品与药物系的Anna Mengozzi等研究人员在《Waste Management》上发表的最新研究，正是针对这一知识空白展开的系统性探索。

本研究采用生命周期评估(LCA)方法论框架，遵循ISO 14040和14044标准要求。研究以包含100克切片熟火腿的包装单元为功能单位(FU)，系统比较了单材料与多材料MAP包装系统的环境性能。研究范围涵盖从原材料获取到废弃处理的完整生命周期，特别纳入了潜在食品浪费(PFW)的环境影响评估。通过敏感性分析，研究人员还探讨了将回收作为替代废弃处理方案的环境效益。

研究方法主要包括生命周期清单分析(LCI)和生命周期影响评估(LCIA)两个核心环节。生命周期清单分析阶段详细量化了包装材料生产、运输、使用和废弃处理各阶段的资源消耗和排放数据。影响评估阶段则采用标准化方法学，针对全球变暖、臭氧形成、陆地酸化、矿物资源稀缺和化石资源稀缺等七个关键环境指标进行量化比较。

材料和方法

研究选取市场上典型的单材料和多材料MAP包装系统作为比较对象。单材料包装重17.6克，保质期为21天；多材料包装重16.4克，保质期达35天。数据收集涵盖包装材料生产能耗、运输距离、废弃处理方式等关键参数，并基于实际监测数据确定了两种包装系统的食品保护性能。

一般环境评估

研究结果显示，在评估的七个环境影响类别中，单材料包装系统在五个类别（全球变暖、臭氧形成、陆地酸化、矿物资源稀缺和化石资源稀缺）中表现出更高的环境影响。具体而言，单材料包装的环境影响比多材料包装高出15%至显著更高水平。

造成这一结果的主要因素有两个方面：首先，单材料包装较短的保质期（21天）导致潜在食品浪费增加，而熟火腿生产过程中的环境足迹（特别是饲料生产、动物饲养和加工环节）占据了整体影响的很大比例。其次，单材料包装本身重量较大，需要更多的聚合物材料，这在包装生命周期早期阶段就产生了更高的环境负担。

贡献分析表明，对于单材料包装系统，熟火腿生产相关的环境影响占总影响的60%以上，这主要归因于潜在食品浪费的产生。而包装材料生产和废弃处理阶段的直接影响在多材料包装系统中相对更为显著。

结论

本研究通过系统的生命周期评估证实，虽然单材料包装在可回收性方面具有理论优势，但其实际环境表现受到保质期较短和材料用量较大的双重制约。研究强调，在评估食品包装系统的可持续性时，必须综合考虑直接包装影响和间接食品浪费影响，避免仅关注单一环境维度而得出片面结论。

该研究的创新之处在于将包装功能性能（特别是保质期）与潜在食品浪费的环境影响纳入评估体系，为食品包装的可持续性设计提供了更全面的方法论框架。研究发现提醒包装设计师和政策制定者，在推动单材料包装解决方案时，需要平衡可回收性改进与食品保护性能之间的关系，避免因过度强调回收便利性而导致整体环境绩效下降。

研究结果对食品包装行业的可持续发展具有重要指导意义。一方面，为包装材料选择提供了科学依据，强调需要基于具体产品特性和供应链条件进行定制化设计；另一方面，为相关政策制定提供了实证支持，表明包装环境监管需要采用多指标综合评价方法。此外，该研究建立的评估框架可为未来新型包装材料的开发和应用提供标准化的环境绩效评估工具。

这项研究不仅增进了我们对单材料与多材料包装系统环境性能的理解，更重要的是提出了食品包装可持续性评估的系统性思路，为推动食品行业向循环经济转型提供了重要科学支撑。未来研究可进一步拓展到不同食品品类、不同地理区域和不同回收基础设施条件下的环境表现比较，以建立更加普适性的食品包装可持续性评价体系。