综述：下一代生物降解食品包装：从生物聚合物基础与活性生物活性物到智能AI驱动系统

《Sustainable Food Technology》：Next-Generation Biodegradable Food Packaging: From Biopolymer Fundamentals and Active Bioactives to Smart, AI-Driven SystemsOpen Access

　　

现代食品供应链面临前所未有的双重挑战：既要缓解石油基塑料的灾难性环境足迹，又要同时遏制全球食品损失和浪费。为解决这一问题，传统包装范式必须从被动、惰性的物理屏障转变为动态、自主且功能集成的生态系统。本综述提供了一个全面的多维框架，结合材料科学、生物技术和数字信息学，以评估下一代生物降解食品包装的全生命周期。我们系统地检查了领先生物质衍生和微生物生物聚合物的分子基础、机械极限、阻隔性能和先进工业加工技术（如熔体挤出和静电纺丝），包括多糖、蛋白质、聚乳酸 (PLA) 和聚羟基烷酸酯 (PHAs)。此外，本文强调了农业食品废物流的循环经济增值，以提取功能性多酚和精油，将生物聚合物转化为具有自由基清除、过渡金属螯合和微生物膜破坏能力的活性基质。这种活性保存与智能包装架构相结合，详细说明了天然变染色料用于实时变质追踪（例如挥发性盐基氮和二氧化碳检测）的使用，并结合 RFID/NFC 数据载体和区块链集成，实现不可篡改的从农场到餐桌追溯。通过部署人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 模型确立了技术前沿，这些模型将复杂的顶空和环境数据集转化为自动质量评分和动态保质期预测。最后，通过绘制自然生物降解途径、生命周期评估 (LCAs) 和当前工业瓶颈（特别是“绿色溢价”和不协调的全球监管框架），本文定义了实现可扩展闭环粮食安全所需的多学科路线图。

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? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

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