综述：褐藻增值化制备新一代海藻酸盐生物塑料薄膜：功能增强与智能包装应用

本综述系统探讨了以褐藻为原料制备海藻酸盐(alginate)生物塑料薄膜的最新进展，重点介绍了低成本环保提取工艺、通过增塑剂/交联剂/纳米增强剂等功能添加剂提升薄膜机械强度/阻水性能/抗菌抗氧化功能的策略，及其在活性智能包装领域的应用潜力，为海洋生物质资源的高值化利用提供了可持续解决方案。

　　

藻源生物塑料的崛起

随着石油基塑料造成的环境问题日益严峻，全球每年产生800万吨塑料垃圾。藻酸盐(alginate)作为从褐藻细胞壁提取的阴离子多糖，由β-d-甘露糖醛酸(M)和α-l-古洛糖醛酸(G)单元构成，因其成膜性、生物相容性及与二价钙离子(Ca²⁺)的凝胶化特性，成为最具潜力的生物塑料原料。

褐藻危机变转机

2025年褐藻爆发量达3100万吨，较2022年增长40%。Sargassum等藻类过度繁殖会破坏珊瑚礁生态系统，但通过提取其15-45%干重的藻酸盐，可将生态威胁转化为资源。相比陆生生物质，海藻养殖无需淡水与耕地，碳足迹降低60-70%，契合循环生物经济理念。

薄膜增强关键技术

溶剂浇铸法是主流制备工艺，通过添加甘油等增塑剂可提升延展性；与壳聚糖共混能使拉伸强度提高200%；纳米纤维素掺杂可使水蒸气透过率降低58%。特别值得注意的是，负载茶树精油的藻酸盐薄膜对E. coli抑菌率达99%，而添加没食子酸可使抗氧化活性提升3倍。

智能包装新突破

pH响应型薄膜在鲜肉包装中能通过颜色变化指示腐败程度；温度敏感型材料可实现活性物质的控释。2022年全球藻酸盐市场规模达16.8亿美元，在食品包装领域年增长率达8.4%，但需解决湿度敏感性导致的机械强度下降问题。

未来发展方向

需建立从藻类养殖到薄膜回收的全生命周期评估体系，开发多靶点功能复合材料。通过基因编辑优化藻类M/G比例、结合3D打印技术制备定制化包装材料，将推动藻酸盐生物塑料在医疗敷料等高端领域的应用。这项海洋生物制造技术正为塑料污染治理提供新的绿色解决方案。