综述：基于水胶体的生物基/可生物降解食品柔性包装涂层研究进展（第一部分：涂层用生物聚合物及现有技术）

这篇综述系统探讨了水胶体（hydrocolloids）在生物基/可生物降解食品包装（如PLA、PHA、TPS等）中的涂层应用技术，重点分析了蛋白质、多糖及其复合材料通过干法（挤出层压、热压）和湿法（溶液浇铸、喷涂、静电纺丝等）工艺提升屏障性能（O2 /H2 O阻隔）、机械强度和表面功能性的潜力，为下一代环保包装开发提供理论支撑。

　　

生物基包装涂层的现状与挑战

随着全球对可持续包装需求的增长，生物基和可生物降解聚合物如聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）、热塑性淀粉（TPS）等成为石油基塑料的替代品。然而，这些材料普遍存在脆性、热密封性差、气体阻隔性能不足等问题，限制了其在食品包装中的应用。水胶体基涂层技术通过功能化改性，为提升生物聚合物的性能提供了新思路。

涂层用生物聚合物及其特性

聚乳酸（PLA）作为产量第二大的生物基聚合物，具有透明性和机械强度优势，但氧气透过率高达2200 cm³
·m^-2
·day^-1
·bar^-1
，需通过涂层（如鱼明胶）降低600倍。聚羟基烷酸酯（PHA）通过微生物合成，其PHB和PHBV分支因弹性好适用于柔性包装，但水蒸气阻隔性能差，纤维素纳米晶（CNC）涂层可使其氧透过率降低90%。热塑性淀粉（TPS）成本低廉但亲水性强，PLA涂层可使其吸水率显著下降。

表面预处理技术

等离子处理（如氧等离子体）能有效提高聚合物表面能（从35 mN·m^-1
增至60 mN·m^-1
），通过引入含氧基团增强涂层附着力。电晕处理可使PLA接触角从81°降至70°，而过度处理会导致热降解。超疏水表面设计（如非溶剂致相分离法）则用于改善防水性。

干法涂层工艺

挤出层压适用于淀粉基材料，但高温可能引发生物聚合物降解。热压技术已成功将含抗氧化剂的鱼明胶与PLA复合，延长鱼类保质期至7天。粉末沉积通过静电喷涂实现纳米级涂层，但需后固化步骤。

湿法涂层工艺

溶液浇铸是实验室常用方法，但干燥耗能高。喷涂技术可精准控制抗菌剂（如壳聚糖/精油）负载量，而浸涂-层层自组装（L-b-L）利用静电作用构建多功能多层膜，如酪蛋白酸钠/羧甲基纤维素复合膜可延缓水果腐败。静电纺丝制备的PHBV/二氧化硅超疏水涂层，水接触角达146°。

工业化应用瓶颈

尽管技术多样，但大规模生产仍面临挑战：湿法工艺的干燥能耗高，干法工艺对热敏感材料不友好。此外，涂层剥离、热封性及化合物迁移问题需通过界面优化（如化学交联）解决。未来需结合生命周期评估，开发低成本、高性能的混合涂层系统，推动生物基包装商业化进程。