《Food Bioscience》：Sustainable biodegradable packaging derived from agro-food residues: development, characterization, and application in bakery products
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•农林废弃物在开发柔性好、均匀的可生物降解包装材料中的应用。•椰壳纤维的加入降低了所开发材料的溶解性。•可生物降解包装材料对大肠杆菌表现出抗菌活性。•作为合成包装材料的可持续替代品，为农业工业废弃物增加附加值。引言可生物降解包装材料作为传统石油基塑料的有前景替代品已经出现，后
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农林废弃物在开发柔性好、均匀的可生物降解包装材料中的应用。
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椰壳纤维的加入降低了所开发材料的溶解性。
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可生物降解包装材料对大肠杆菌表现出抗菌活性。
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作为合成包装材料的可持续替代品，为农业工业废弃物增加附加值。
引言
可生物降解包装材料作为传统石油基塑料的有前景替代品已经出现，后者因持久性强且可降解性有限而加剧了全球环境污染和生态问题（Pellá等，2020）。与此同时，食品行业的持续扩展和消费者需求的变化增加了对可持续包装系统的需求，这类系统能够在保护食品免受机械、化学和生物损害的同时延长保质期（Romruen等，2022）。在此背景下，可生物降解薄膜的开发日益增加，以满足食品保护需求并提供附加功能，包括防紫外线辐射、调节气体透过率（氧气、乙烯、二氧化碳和水蒸气）以及抗氧化剂和抗菌化合物的控释（Díaz-Montes，2022；Díaz-Montes与Castro-Mu?oz，2021；Kra?niewska等，2020）。根据Haghighi等（2020）的研究，源自可再生资源的可生物降解聚合物被认为是下一代食品包装材料，特别是与农林残渣结合时，既能促进环境可持续性，又能实现工业副产品的增值。
在具有包装应用潜力的农林残渣中，橄榄渣和椰壳因其互补的功能特性而受到越来越多的关注。橄榄油的提取过程产生约80%的生物量作为废物，主要以渣的形式存在，其由纤维素、半纤维素、木质素和具有高抗氧化潜力的酚类化合物组成（de Moraes Crizel等，2018；Marzo等，2019）。这些酚类化合物可通过减少食品的氧化变质来促进活性包装的发展。类似地，椰子加工过程产生大量副产品，尤其是椰壳的纤维状中果皮（Hasan等，2021；Nissar等，2025）。这种木质纤维素材料主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，这些成分赋予其高刚性、机械强度和结构稳定性（Giraldelli等，2021）。当这些纤维被纳入聚合物基质中时，它们可作为增强剂，通过改善拉伸性能、降低聚合物链的迁移性并为水蒸气和气体扩散创造更曲折的路径，从而增强可生物降解薄膜的阻隔性能。因此，椰壳副产品是开发可持续食品包装的有前景的可再生增强材料（Du等，2025；Masanabo等，2024；Papapetros等，2025）。
尽管橄榄渣和椰壳纤维作为可生物降解包装的可持续原材料已得到公认，但研究其联合应用的研究仍然有限。大多数先前的研究要么专注于这些农林残渣的表征，要么开发可生物降解薄膜而未评估其在真实食品储存条件下的性能（Bradley与Conroy，2019；Obeng等，2020）。此外，目前尚不清楚橄榄渣的抗氧化性能和椰壳纤维的增强效果是否能协同作用，以改善可生物降解薄膜的物理化学、机械和阻隔性能，同时在储存过程中增强烘焙产品的保鲜效果。解决这一知识空白对于推进能够同时改善食品保鲜和促进农林工业残渣在循环经济框架内增值的多功能生物基包装材料至关重要。
烘焙产品极易变质，需要有效的包装来最小化质量劣化并延长保质期，特别是通过减少水分损失和抑制腐败及致病微生物的生长来实现（Nallan Chakravartula等，2019）。蛋糕因其营养价值高和生产成本低而被广泛食用，除了涉及抗氧化剂和抗菌化合物的配方策略外，可能还会受益于活性包装系统（Sahraee等，2020a；Soukoulis等，2014）。此外，食品科学与包装技术的整合已被强调为开发可生物降解、可再生且具有成本效益的包装解决方案的关键，这些方案支持循环经济原则（Castro-Dominguez等，2025；Santos等，2023）。
因此，本研究旨在开发基于天然生物聚合并以橄榄渣和绿椰壳衍生的农林残渣增强的可生物降解薄膜，并评估其作为全小米蛋糕包装材料的应用。我们假设，橄榄渣作为抗氧化化合物来源与椰壳纤维作为木质纤维素增强材料的组合将产生协同作用，改善薄膜的机械和阻隔性能，在储存过程中保持蛋糕质量，并促进农林工业残渣的增值，作为传统塑料包装的可持续替代品。
章节摘要
材料
薄膜生产使用了绿椰壳中果皮粉（纤维部分）和橄榄渣，后者是橄榄油提取的副产品。绿椰壳中果皮粉（纤维部分）是在绿椰壳干燥和磨粉后获得的。该粉为木质纤维素材料，主要由纤维素（41.69%）、不溶性木质素（38.07%）和半纤维素（9.67%）组成，这些成分赋予其高结构刚性，并证明其作为可生物降解薄膜增强剂的用途。完整的
含有湿橄榄油副产品（SBTA）和绿椰壳中果皮粉（FMC）的可生物降解包装薄膜的表征
可生物降解薄膜外观均匀、不易脆断、无可见气泡且具有柔韧性，并能轻松从支撑物（方形硅胶模具）上剥离，如图2所示。
研究局限性与未来展望
尽管本研究证明了利用湿橄榄油副产品和绿椰壳中果皮粉开发可生物降解包装的可行性，但仍应承认存在一些局限性。在小米蛋糕中的应用旨在作为概念验证，以评估包装在真实储存条件下的性能。因此，还需要进行额外的研究，以通过定量微生物分析确认其在延长保质期方面的有效性，并进一步
结论
本研究的成果表明，由农林残渣（具体为绿椰壳中果皮粉（FMC）和湿橄榄油副产品（SBTA））生产的可生物降解包装材料具有食品包装应用的潜力。FMC的加入提高了薄膜的刚性，而农林残渣的添加促进了快速生物降解，从而强化了所开发材料的环境潜力。在各种配方中，FC20%表现出最
CRediT作者贡献声明
Isabella Maciel Costa：方法论、正式分析。Nayana Hayss Araújo da Silva：撰写——初稿、方法论、调查、正式分析、数据整理、概念构思。Vinícius Tadeu da Veiga Correia：撰写——初稿、方法论、调查、正式分析、数据整理。Ana Luiza Santos Vieira：方法论、调查、正式分析、数据整理。Gabryelle Araújo Coutinho：方法论、调查、正式分析、数据整理。Camila Argenta Fante：
未引用参考文献
Anna，2020；da Rosa等，2020；Dany Rahmayanti等，2024；Díaz-Montes与Castro-Mu?oz，2021；Lehman等，2018；Marcos Ant?nio Justino，2021；Perera等，2023a；Perera等，2023b；Sahraee等，2020c；Sooch与Mann，2021；Srivastava等，2023。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能对本论文所报道的工作产生影响。
致谢：
作者感谢米纳斯吉拉斯联邦大学（UFMG）显微镜中心提供扫描电子显微镜图像。感谢高级人员培训协调处——CAPES、米纳斯吉拉斯州研究基金会（FAPEMIG）以及米纳斯吉拉斯联邦大学（PPGCA-UFMG）提供的资金支持。
Nayana Hayss Araújo da Silva | Vinícius Tadeu da Veiga Correia | Ana Luiza Santos Vieira | Gabryelle Araújo Coutinho | Isabella Maciel Costa | Washington Azevedo da Silva | Amanda Neris dos Santos | Camila Argenta Fante
