海藻保鮮膜:來自海洋的天然“塑料”
科ke學xue家jia們men發fa現xian,海hai藻zao富fu含han多duo種zhong多duo糖tang類lei物wu質zhi,這zhe些xie多duo糖tang類lei物wu質zhi形xing成cheng凝ning膠jiao後hou可ke以yi延yan展zhan成cheng薄bo膜mo,較jiao好hao的de柔rou韌ren性xing使shi其qi擁yong有you製zhi作zuo保bao鮮xian膜mo的de潛qian質zhi。海hai藻zao保bao鮮xian膜mo可ke以yi和he包bao裹guo的de食shi品pin一yi起qi進jin行xing烹peng飪ren或huo直zhi接jie食shi用yong,如ru果guo不bu慎shen被bei人ren們men丟diu進jin自zi然ran界jie,隻zhi要yao和he足zu夠gou的de水shui接jie觸chu超chao過guo2小時,就會分解為有機物,進入土壤中和大自然融為一體。
◎實習記者 周倩瑩
饑(ji)腸(chang)轆(lu)轆(lu)地(di)打(da)開(kai)冰(bing)箱(xiang),拿(na)出(chu)一(yi)個(ge)包(bao)裹(guo)著(zhe)保(bao)鮮(xian)膜(mo)的(de)飯(fan)團(tuan)或(huo)者(zhe)漢(han)堡(bao),直(zhi)接(jie)扔(reng)進(jin)微(wei)波(bo)爐(lu)裏(li)加(jia)熱(re)後(hou),迫(po)不(bu)及(ji)待(dai)地(di)咬(yao)下(xia)一(yi)口(kou)還(hai)裹(guo)著(zhe)保(bao)鮮(xian)膜(mo)的(de)食(shi)物(wu),津(jin)津(jin)有(you)味(wei)地(di)咀(ju)嚼(jiao),品(pin)味(wei)食(shi)物(wu)的(de)同(tong)時(shi),你(ni)仿(fang)佛(fo)還(hai)嚐(chang)到(dao)了(le)一(yi)絲(si)大(da)海(hai)的(de)味(wei)道(dao)……
這看似電影裏的無厘頭情節,卻是發生在生活中的真實一幕,這一切都要歸功於以海藻為原料研製而成的新型環保保鮮膜——海藻保鮮膜。
近日,英國《新科學家》周刊網站報道了英國利茲大學的凱蘭·wodetuanduizaihaizaobaoxianmolingyudeyixiangyanjiuchengguo。gaituanduishiyongyizhongmingweimaweizaodehezao,zhizuochulekeanquandiyongyubaoguoliruxianqieshuiguodengshirunshiwudebaoxianmo。
那(na)麼(me),海(hai)藻(zao)保(bao)鮮(xian)膜(mo)是(shi)怎(zen)樣(yang)生(sheng)產(chan)出(chu)來(lai)的(de)?有(you)什(shen)麼(me)不(bu)同(tong)尋(xun)常(chang)之(zhi)處(chu)?帶(dai)著(zhe)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti),科(ke)技(ji)日(ri)報(bao)記(ji)者(zhe)專(zhuan)訪(fang)了(le)中(zhong)國(guo)海(hai)洋(yang)大(da)學(xue)食(shi)品(pin)科(ke)學(xue)與(yu)工(gong)程(cheng)學(xue)院(yuan)許(xu)加(jia)超(chao)教(jiao)授(shou)和(he)王(wang)雷(lei)副(fu)教(jiao)授(shou),為(wei)大(da)家(jia)揭(jie)開(kai)海(hai)藻(zao)保(bao)鮮(xian)膜(mo)的(de)“神秘麵紗”。
天然環保且來源廣泛
塑(su)料(liao),是(shi)工(gong)業(ye)文(wen)明(ming)的(de)結(jie)果(guo),它(ta)給(gei)人(ren)類(lei)帶(dai)來(lai)便(bian)捷(jie)的(de)同(tong)時(shi)也(ye)帶(dai)來(lai)了(le)無(wu)窮(qiong)的(de)麻(ma)煩(fan)和(he)災(zai)難(nan)。目(mu)前(qian),市(shi)麵(mian)上(shang)的(de)塑(su)料(liao)保(bao)鮮(xian)膜(mo)都(dou)不(bu)能(neng)降(jiang)解(jie),如(ru)果(guo)把(ba)它(ta)們(men)埋(mai)在(zai)土(tu)壤(rang)中(zhong),塑(su)料(liao)中(zhong)的(de)塑(su)化(hua)劑(ji)會(hui)滲(shen)透(tou)到(dao)土(tu)壤(rang)和(he)水(shui)裏(li),最(zui)終(zhong)會(hui)隨(sui)著(zhe)水(shui)和(he)植(zhi)物(wu)進(jin)入(ru)人(ren)體(ti)內(nei),同(tong)時(shi)塑(su)料(liao)分(fen)子(zi)也(ye)可(ke)以(yi)進(jin)入(ru)人(ren)體(ti),對(dui)人(ren)體(ti)造(zao)成(cheng)危(wei)害(hai)。
如今,小小的海藻搖身一變,就可以成為新型環保保鮮膜,這為解決塑料汙染提供了一種新的可能。
海藻種類繁多,共有兩萬多種,幾乎所有海洋植物都可歸入藻類。海藻擁有巨大的開發潛力,其中的活性物質可開發成藥品、功能性食品、化妝品。現在,小小的海藻還能製備成保鮮膜。
科學家們發現,海藻富含多種多糖類物質,如褐藻膠、瓊膠、卡ka拉la膠jiao等deng,這zhe些xie多duo糖tang類lei物wu質zhi形xing成cheng凝ning膠jiao後hou可ke以yi延yan展zhan成cheng薄bo膜mo,較jiao好hao的de柔rou韌ren性xing使shi其qi擁yong有you製zhi作zuo保bao鮮xian膜mo的de潛qian質zhi。常chang規gui的de塑su料liao保bao鮮xian膜mo在zai使shi用yong一yi次ci之zhi後hou就jiu會hui被bei丟diu棄qi,而er海hai藻zao保bao鮮xian膜mo可ke以yi和he包bao裹guo的de食shi品pin一yi起qi進jin行xing烹peng飪ren或huo直zhi接jie食shi用yong。此ci外wai,一yi個ge普pu通tong的de塑su料liao袋dai,完wan全quan降jiang解jie需xu要yao200—1000年,而海藻保鮮膜如果不慎被人們丟進自然界,隻要和足夠的水接觸超過2小時,就會分解為有機物,進入土壤中和大自然融為一體。
但是,並不是所有的海藻都適合做保鮮膜,王雷告訴記者:“目前來看,用褐藻中的褐藻膠製成的保鮮膜性能較好。此外,紅藻中的卡拉膠、瓊膠,包括其他陸生植物膠類均可直接或通過複配製成膜。”
嚐試用海藻製品替代塑料
haizaoshiyizhongyingyongguangfandeziranziyuan。yizhiyilai,weilegenghaodizaofurenleishenghuo,jiejuesuliaodailaidehuanjingwuranwenti,guoneiwaikexuejiadouzaiweiraoyonghaizaozhipintidaisuliaojinxingchuangxinyanjiu。
印(yin)度(du)的(de)科(ke)學(xue)家(jia)將(jiang)曬(shai)幹(gan)的(de)海(hai)藻(zao)磨(mo)成(cheng)顆(ke)粒(li),清(qing)除(chu)其(qi)中(zhong)的(de)雜(za)質(zhi),然(ran)後(hou)放(fang)入(ru)特(te)定(ding)的(de)容(rong)器(qi)中(zhong)加(jia)熱(re),最(zui)終(zhong)得(de)到(dao)了(le)真(zhen)正(zheng)的(de)凝(ning)膠(jiao)。這(zhe)種(zhong)凝(ning)膠(jiao)可(ke)以(yi)被(bei)製(zhi)成(cheng)不(bu)同(tong)厚(hou)度(du)的(de)海(hai)藻(zao)薄(bo)膜(mo),即(ji)使(shi)薄(bo)如(ru)蟬(chan)翼(yi),也(ye)不(bu)會(hui)被(bei)輕(qing)易(yi)損(sun)壞(huai)。
印度尼西亞也是海藻生產大國,其一初創公司利用當地海藻生產優勢,推出一種海藻製成的包裝材料,不僅可以直接被食用,而且可以100%生物降解。
除了這些國家之外,我國也對海藻保鮮膜進行了創新研究,並且早已致力於災害性海藻生物質利用方麵的研究。
許加超帶領的科研團隊發明了授權專利可食性全生物降解海藻食品保鮮膜。這款保鮮膜同傳統保鮮膜相比,最大的優點在於安全性高、無塑化劑、無致癌物,能在6—12個月內實現100%生物降解,對環境也不會造成汙染。
基於對海洋生物多年的研究經驗,許加超發現海帶中的褐藻膠是製作保鮮膜的好原料。“褐藻膠是一種天然陰離子多糖,可與Ca^2+等發生反應生成變性凝膠褐藻酸鈣。當大量Ca^2+存在時,其會與褐藻膠分子結合形成緊密的‘蛋盒’網狀的變性凝膠結構,從而具有良好的成膜特性。”許xu加jia超chao介jie紹shao,但dan由you於yu褐he藻zao酸suan鈣gai是shi一yi種zhong強qiang凝ning膠jiao,形xing成cheng的de褐he藻zao酸suan鈣gai膜mo太tai脆cui,韌ren性xing比bi較jiao差cha,不bu宜yi折zhe疊die和he卷juan曲qu,限xian製zhi了le其qi實shi際ji使shi用yong,為wei此ci他ta們men開kai發fa了le雙shuang離li子zi變bian性xing凝ning膠jiao技ji術shu,該gai技ji術shu可ke以yi提ti高gao褐he藻zao酸suan鈣gai膜mo的de柔rou韌ren性xing和he機ji械xie性xing能neng。
許加超團隊還推進研發了全生物降解海藻地膜。據統計,全國5.8億畝覆膜土地正遭受“白色汙染”的嚴重侵害,許加超團隊將青島海岸引發生態災害的滸苔製備成全生物降解海藻地膜,可有效代替傳統塑料地膜,化解“白色汙染”難題。
除了保鮮膜、地膜,海藻還能被製成餐具。中國科學技術大學俞書宏院士團隊從馬尾藻工業廢棄物中提取出一種食品級的馬尾藻纖維素納米纖維(SCNF)。SCNF經鈣離子交聯後形成SCNF水凝膠。該團隊將SCNF水shui凝ning膠jiao製zhi備bei成cheng高gao強qiang度du和he高gao熱re穩wen定ding性xing的de馬ma尾wei藻zao纖xian維wei素su基ji結jie構gou材cai料liao。該gai結jie構gou材cai料liao具ju有you良liang好hao的de可ke加jia工gong性xing能neng及ji食shi品pin安an全quan性xing,可ke加jia工gong成cheng不bu同tong形xing狀zhuang的de餐can具ju。
大麵積推廣要邁過多道坎
海藻製成的塑料替代製品展現出非常廣闊的市場前景。目前,全球已有多家公司在推廣海藻製成的吸管、餐具、包裝袋等塑料替代製品,且在持續擴大海藻生物材料的生產規模。
“我國保鮮膜市場有近200億元,海藻保鮮膜推出後,會極大改變人們的生活。”王雷說,“海hai藻zao保bao鮮xian膜mo的de開kai發fa對dui於yu海hai藻zao養yang殖zhi和he加jia工gong產chan業ye的de發fa展zhan能neng夠gou起qi到dao強qiang有you力li的de刺ci激ji作zuo用yong,可ke以yi創chuang造zao巨ju大da的de經jing濟ji價jia值zhi,此ci外wai,還hai可ke解jie決jue塑su料liao產chan品pin帶dai來lai的de‘白色汙染’問題,有很好的生態、經濟和社會效益。”
然而海藻保鮮膜想要大麵積推廣,依然麵臨許多亟待解決的問題。
和he所suo有you可ke降jiang解jie材cai料liao一yi樣yang,成cheng本ben過guo高gao也ye是shi製zhi約yue海hai藻zao保bao鮮xian膜mo發fa展zhan的de瓶ping頸jing之zhi一yi。目mu前qian,傳chuan統tong的de塑su料liao保bao鮮xian膜mo仍reng舊jiu占zhan據ju主zhu流liu市shi場chang,很hen大da一yi部bu分fen原yuan因yin是shi海hai藻zao保bao鮮xian膜mo的de價jia格ge過guo高gao導dao致zhi難nan以yi推tui廣guang,人ren們men在zai購gou買mai的de時shi候hou,更geng傾qing向xiang於yu價jia格ge較jiao低di的de塑su料liao保bao鮮xian膜mo。
“此外,海藻保鮮膜研發的難點還在於該類保鮮膜相對較厚,延展性和韌性還有待提高,需要繼續加強科研投入;同tong時shi,海hai藻zao保bao鮮xian膜mo產chan業ye化hua所suo需xu的de生sheng產chan機ji械xie和he生sheng產chan線xian尚shang不bu健jian全quan,要yao解jie決jue這zhe些xie難nan題ti,需xu要yao設she備bei開kai發fa與yu基ji礎chu研yan究jiu同tong步bu進jin行xing,從cong而er實shi現xian全quan產chan業ye鏈lian的de共gong同tong發fa展zhan。”許加超說。
目(mu)前(qian),他(ta)們(men)對(dui)海(hai)藻(zao)保(bao)鮮(xian)膜(mo)的(de)研(yan)究(jiu)在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)階(jie)段(duan)已(yi)取(qu)得(de)突(tu)破(po)性(xing)進(jin)展(zhan)。盡(jin)管(guan)科(ke)技(ji)成(cheng)果(guo)轉(zhuan)化(hua)困(kun)難(nan)重(zhong)重(zhong),許(xu)加(jia)超(chao)依(yi)然(ran)對(dui)海(hai)藻(zao)保(bao)鮮(xian)膜(mo)的(de)市(shi)場(chang)化(hua)應(ying)用(yong)充(chong)滿(man)信(xin)心(xin),他(ta)表(biao)示(shi),這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)推(tui)出(chu)後(hou),會(hui)極(ji)大(da)地(di)造(zao)福(fu)和(he)改(gai)變(bian)人(ren)們(men)的(de)社(she)會(hui)生(sheng)活(huo),他(ta)希(xi)望(wang)聯(lian)合(he)企(qi)業(ye)以(yi)及(ji)各(ge)界(jie)力(li)量(liang)盡(jin)快(kuai)推(tui)動(dong)項(xiang)目(mu)實(shi)現(xian)產(chan)業(ye)化(hua)。
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