生物质灰对赤泥化学链气化过程中结构演变及供氧能力的影响机制研究

研究人员针对食品废弃物高值化利用难题，创新性地将洋葱皮(OP)全粉直接掺入淀粉基薄膜，系统研究了5-20 wt% OP添加对薄膜机械性能（Young's modulus提升至1496 MPa）、水接触角（增至87°）、气体阻隔性及抗氧化活性（ABTS.+清除率达93%）的影响，为开发零废弃、多功能生物塑料提供了新策略。

　　

全球每年产生约13亿吨食物废弃物，其中洋葱加工产生的洋葱皮(OP)占相当比例。传统处理方式不仅造成资源浪费，其提取物应用也存在工艺复杂、成本高等问题。与此同时，石油基塑料污染问题日益严峻，开发兼具力学强度、阻隔性能和生物活性的可持续包装材料成为研究热点。淀粉基生物塑料虽具可降解优势，但普遍存在机械性能弱、亲水性强等缺陷，亟需通过天然添加剂实现性能突破。

研究人员创新性地跳过提取步骤，直接将全粉状OP(5-20 wt%)掺入马铃薯淀粉基质。化学分析显示OP含47%酒精不溶物（主要为果胶和纤维素）、12%酒精可溶物（葡萄糖基碳水化合物）、6%脂质及5%没食酸当量。通过溶液浇铸法制备薄膜后，采用电子显微镜、万能材料试验机、接触角测量仪等设备系统表征了材料性能。

结构特征与光学性能
OP的加入使薄膜呈现天然橙色调，透明度保持良好。显微镜观察显示，当添加量≤10 wt%时，OP颗粒均匀分散；超过15 wt%会出现轻微团聚，但未形成连续相。

力学性能与水阻隔性
10 wt% OP使薄膜弹性模量从1214 MPa显著提升至1496 MPa，但断裂伸长率从4.5%降至2.1%。水接触角从75°增至87°，水蒸气渗透率降低60%，这归因于OP中疏水成分（如木质素）与淀粉分子间形成的交联网络。

气体阻隔与抗氧化活性
值得注意的是，OP添加未影响O₂、CO₂和N₂的渗透系数。20 wt% OP薄膜在6小时内对ABTS^.+自由基清除率达93%，证实其优异的抗氧化潜力，这主要源自OP中的多酚类物质。

该研究首次实现全OP在淀粉基生物塑料中的多功能整合，不仅简化了生产工艺，更通过"零废弃"策略将农业副产品转化为高附加值材料。性能优化后的薄膜兼具机械强度、耐水性和抗氧化活性，为食品活性包装提供了新选择。研究结果发表于《Waste Management》，为循环经济模式下的废弃物升级再造提供了典范，其技术路线可扩展至其他植物废弃物的高值化利用。