橄榄油基薄膜或将很快取代塑料食品包装

最新研究表明，特级初榨橄榄油可有效用作“油膜”（一种环保型食品保护涂层）的关键成分。

据该研究的土耳其研究人员称，这些新材料有望成为食品包装中塑料的可行替代品。

它们在自然界中能快速分解，因此不会造成严重的环境污染。疏油膜通过减少对化石燃料的依赖，从而降低了碳足迹。——哈兰大学 Bülent Başyiğit

研究人员开发了一种简单有效的制备亲油膜的方法，使该材料更接近于与当前行业标准竞争。

“传统塑料薄膜经久耐用，能确保运输和储存过程中的可靠性，”土耳其尚勒乌尔法哈兰大学工程学院的研究员布伦特·巴什伊吉特告诉《橄榄油时报》。

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“它们的其他优势还包括成本低、重量轻、易于加工以及具有先进的阻隔性能，”他补充道。“然而，石油衍生的传统塑料薄膜无法生物降解，会在自然界中长期残留。”

“此外，传统塑料薄膜的天然结构中含有的有害化学物质可能会渗入包装的食品或饮料中，”巴什伊吉特指出。

基于可生物降解且可食用的油基聚合物，Oleofilms 可能比塑料具有显著优势。

“它们最显著的特点是能在自然环境中快速分解，因此不会造成严重的环境污染，”Başyiğit 说道。“Oleofilms 通过减少对化石燃料的依赖，从而降低了碳足迹。”

通常，塑料薄膜由源自化石燃料的合成聚合物制成，例如聚乙烯或聚丙烯。

此外，生产此类塑料薄膜是一个高能耗的过程，但与大多数其他工业领域不同，规模经济使其具有显著的成本效益。

与其他可生物降解薄膜相比，Oleofilms 的主要优势在于其弹性和柔韧性。在极端温度变化下，它们也更加稳定。

据研究人员称，Oleofilms 的化学结构显著降低了化学物质渗入食品或饮料的风险。

油膜在接触水分时不易溶解或分解，且水难以穿透。“油膜具有防水性，且透水率很低，”Başyiğit 证实道。

“由于油膜由疏水和油性成分制成，因此可作为一种极具前景的保护系统，特别是对于油性及多汁食品，”他表示。

“这些薄膜可以通过防止氧化、减少水分流失以及形成防水屏障来延长食品的保质期，”他补充道。

一些易于使用 Olefilm 包装的食品包括巧克力制品、奶酪、肉类加工品和饼干。

此外，它们在保护水果和蔬菜等生鲜食品方面也证明非常有效。

“水果和蔬菜结构变质的一个主要原因是其结构中的水分流失，”Başyiğit 说道。 “鉴于疏水油膜的特性，预计它们能维持包装内的水分平衡。”

“因此，这些薄膜模型通过减少所有水果和蔬菜的水分流失，有助于防止其萎缩和变硬，”他补充道。 “橄榄油等天然油脂具有抗菌和抗真菌特性，通过抑制细菌和真菌的生长，有助于延缓食品变质。”

特级初榨橄榄油是该研究团队开发的“油膜”生产方法的关键成分，其效率已被证明优于其他可生物降解的油类。

“由于橄榄油所含的独特结构，它能为最终产品提供抗氧化活性，” 巴什伊吉特说道，并暗示特级初榨橄榄油中含有生育酚（维生素E）和酚类化合物。

“这些成分在橄榄油中的存在对于预防或延缓薄膜中的潜在氧化至关重要，”他补充道。“预防或延缓氧化变质可以延长包装薄膜的使用寿命。”

研究发现，特级初榨橄榄油比其他油类更有效，这是因为它富含单不饱和脂肪酸（主要是油酸），与多不饱和脂肪酸相比，油酸能提供更强的抗氧化保护。

“富含饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的油会导致油膜硬化或软化，”巴什伊吉特表示。特级初榨橄榄油中均衡的不饱和脂肪酸含量使其成为更高效的选择。

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橄榄油中的酚类和生育酚能减少氧化损伤，这种特性可通过橄榄油薄膜涂层进一步增强。

“在‘橄榄油膜’中加入特级初榨橄榄油，可能增强最终产品的抗氧化性能，”巴什伊吉特表示。“此外，抗氧化化合物还能通过膜扩散进入食品，从而发挥保护作用。”

“含橄榄油的薄膜能通过提高薄膜材料和涂覆产品的抗氧化能力，从而延长保质期、保持营养品质并防止氧化变质，” 他补充道。

“橄榄油薄膜中添加特级初榨橄榄油，能进一步提高其生物降解性。”

“橄榄油中的油酸、酚类化合物和生育酚可以促进生物降解，”巴什伊吉特说道。 “酚类化合物可以通过增强微生物的酶促反应来促进降解。”

这种以橄榄油为基础的油膜是通过利用超声乳化技术将蛋白质和脂质结合而制成的。 该工艺利用高频声波来形成并稳定乳液，即两种互不相溶液体的混合物。

生产首先从制备油凝胶开始，其中含有大豆蛋白水解物、明胶、特级初榨橄榄油、硬脂酸和卵磷脂。

蛋白质和脂质相以 1:1 的比例混合，并进行高功率超声处理，通过高频声波（超声波）搅动流体中的颗粒。

该工艺提高了乳液的稳定性和均匀性。油凝胶形成后，将其与甘油混合以提高柔韧性。

经过超声脱气工艺以消除气泡后，将混合物在室温下放置 24 小时进行干燥。

所得的油膜厚度在0.18至0.25密耳之间，经证实具有防水性和低气体渗透性，这意味着氧气、二氧化碳或水蒸气无法轻易穿过该屏障。

该方法确定了实现最佳柔韧性、强度和阻隔性能所需的超声波功率，并在新鲜切开的菠萝上成功进行了测试。

“在含有亲水和疏水结构的薄膜中，超声乳化是一种至关重要的技术，通过促进均匀性来提高薄膜质量，”Başyiğit 解释道。 “它能防止相分离，并有助于制备机械强度高且功能性强的薄膜，这些薄膜在较长时间内都能保持稳定。”

研究人员警告称，需要更多的投资和研究来支持油性薄膜的进一步开发，并将其转变为传统塑料薄膜的商业可行替代品。

研究人员补充道，仍有重大挑战亟待解决。

与当前的行业标准相比，油膜更容易撕裂，在机械强度和柔韧性方面尚无法与之抗衡。目前，这些新薄膜也不适用于真空包装。

“尽管塑料的大规模生产已相当成熟，且成本依然非常低廉，但油基薄膜尚未实现规模经济，”巴什伊吉特表示。 “从长远来看，如果这些挑战得以克服，油性薄膜有望成为一种环保的替代品。”

研究人员的下一步是扩大其在食品包装中的应用，并探索其他可能的应用领域。

“从长远来看，将油膜整合到生物医学应用中也是可行的，”巴什伊吉特表示。“在此背景下，它们可能被用于药物输送系统和伤口敷料等应用。”

“不过，关键在于开展研究以提升油性薄膜的热学和力学性能，使其达到与石油基薄膜相当的水平，”他总结道。

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