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包装材料は日常生活、特に食品の保存、取り扱い、輸送、保管において重要な役割を果たします。 従来の石油ベースのポリマーはプラスチック包装業界を支配しており、ポリマー使用量全体の 26% を占め、1964 年以来生産量が大幅に増加しています。その機能にもかかわらず、プラスチック包装は温室効果ガスの排出や不適切な廃棄による汚染により環境上の懸念を引き起こしています。

環境問題に対処するため、業界は再生不可能な資源への依存を減らし、CO2 排出量を削減することを目的として、バイオベースのプラスチックなどの再生可能で生分解性の代替品を模索しています。 消費者がリサイクル可能で環境に優しい素材を好むため、環境に優しい食品包装の需要は高まると予想されます。 しかし、従来のプラスチックと比較したバイオベースのプラスチックの利点については不確実性が残っています。

EU 委員会は、循環経済アプローチに沿って、2025 年までにプラスチック包装の 55% を再循環することを目標としており、2030 年までにすべてのプラスチックがリサイクル可能または再利用可能になることを目指しています。 食品包装の持続可能性評価では、温室効果ガス排出ゼロ、リサイクル可能性または再利用可能性、埋め立て廃棄物ゼロ、水使用量の削減、再生可能エネルギーの使用、大気汚染の有無、人間の健康への害の有無などの要素を考慮する必要があります。 代替パッケージの進歩にもかかわらず、食品を効果的に保存し、配送しながら、すべての持続可能性基準を満たす完璧なソリューションはありません。

食品包装の持続可能性

食品包装の持続可能性には、将来の世代の能力を損なうことなく現在のニーズを満たすことが含まれ、特に環境面に重点を置いています。 食料生産は環境への影響に大きく寄与しており、世界の温室効果ガス排出量の 29% が食料生産によるものとされています。 食品包装の環境への影響と持続可能性を評価するには、包装と食品の両方を製品と包装の組み合わせとして考慮する必要があります。 ライフサイクルアセスメント (LCA) は、材料調達、生産、梱包、流通、耐用年数終了などの要素を考慮して、製品と梱包の組み合わせがそのライフサイクル全体を通じて環境に与える影響を評価するために使用される手法です。 ISO 14040 や欧州委員会の ILCD ハンドブックなど、LCA の実行にはさまざまなモデルやガイドラインが利用できます。 評価では、関連する影響、環境に最も大きな影響を与えるプロセスを特定し、システム/製品の改善のための指針を提供する必要があります。 潜在的な食品ロスにより、食品とパッケージの組み合わせによる全体的な環境への影響を増大させる可能性のある包装の推奨を避けるために、食品のライフサイクルに対する包装の間接的な環境影響、特に食品廃棄物の発生への影響を考慮することが重要です。

プラスチックパッケージの製造

ライフサイクルアセスメント (LCA) 研究によると、バイオベースの PLA (ポリ乳酸) プラスチックは一般に、石油ベースのプラスチックと比較して気候保護と化石資源の保全において利点があることが示されています。 44 件のバイオベース材料ケースのメタ分析では、気候変動カテゴリーでは環境への影響が低いことがわかりました。 ただし、バイオベースのプラスチック生産のための原料の選択は非常に重要です。 トウモロコシやデンプンなどの第一世代バイオマスの使用は、人間が消費する作物と競合する可能性がありますが、LCA では廃棄原料（第二世代）の方が環境に優しいと考えられています。

気候変動を超えて、バイオベース材料の環境への影響には、天然資源の枯渇、酸性化、光化学的オゾンの生成、富栄養化、人体への毒性、および水生毒性が含まれます。 この評価では、バイオベースの材料は、酸性化や光化学的オゾン形成にばらつきがあり、富栄養化や成層圏のオゾン層破壊などのカテゴリーでより大きな影響を与える可能性があることが示されています。

バイオベースの PE と石油ベースの PE を比較すると、さまざまな環境への影響が明らかになります。バイオベースの PE は、気候変動、夏のスモッグ、化石資源の消費に対する影響は低いですが、酸性化の可能性、富栄養化、人体への毒性、水の消費、 一次エネルギーの総需要と土地利用。

耐用年数の終了に関しては、プラスチックの堆肥化は環境的に魅力的な選択肢とみなされていますが、すべてのバイオベースのプラスチックが生分解性であるわけではありません。 デンプンブレンドポリマーや PLA などの一部の生分解性プラスチックは存在しますが、その分解により埋め立て地で大量の温室効果ガスが排出される可能性があります。 多くのプラスチックは管理された工業用堆肥化を必要とするため、特定の種類のプラスチックが分解する条件と期間を指定することが重要です。

プラスチックのリサイクル

リサイクルは一般にバージン材料の生産と比較してライフサイクルへの影響が少ないため、環境の持続可能性にとって重要であると考えられています。 しかし、回収されてリサイクルされるプラスチックはわずか 14% であり、リサイクルされたプラスチックのほとんどは価値の低い用途にダウンサイクルされるため、次のリサイクル ラウンドに入る能力が制限されます。

EU におけるプラスチック廃棄物のリサイクルの可能性は依然としてほとんど活用されておらず、紙、ガラス、金属などの他の材料と比較して再利用およびリサイクル率が低いです。 この状況には、製品使用中の材料損失、不適切な収集と処理中の劣化（ダウンサイクル）、在庫の蓄積、製品設計の障害、不適切な廃棄物インフラ、汚染、経済的要因など、さまざまな要因が関与しています。

分別、粉砕、洗浄、押し出しを含む機械的リサイクルは、包装プラスチックをリサイクルする最も一般的な方法です。 しかし、分離不可能なポリマーを含む多層食品包装システムでは課題が生じており、メカニカルリサイクルに適さない材料の代替としてケミカルリサイクル技術が提案されています。

バイオベースの包装材料には、新しいポリマーが導入されていますが、循環経済への移行をサポートするためにリサイクル性を向上させる設計が依然として必要です。 PLA のような堆肥化可能なプラスチックは、PET と区別するのが難しく、効果的に分別しないと PET リサイクルを汚染する可能性があるため、リサイクルインフラストラクチャにおいて課題に直面しています。

再生プラスチック中の汚染物質が包装食品に移行すると、人間の健康リスクが生じる可能性があります。 潜在的な汚染物質には、未承認のモノマーや添加物、誤用による汚染物質、食品以外の消費者製品、他の包装材料からの化学物質、リサイクルプロセス中に追加される化学物質などが含まれます。 リサイクルプロセスでは、EU の規制に従って安全な汚染レベルを確保する必要があり、欧州食品安全機関 (EFSA) がケースバイケースで安全性評価を実施します。 さまざまなプラスチックをリサイクルするための特定の基準が確立されていますが、特に PE や PP などのポリマーの安全性をより適切に評価するには、より多くのデータが必要です。

持続可能な食品包装に関する議論では、食品業界における持続可能性の重要性が高まっていることが強調されています。 主な考慮事項には、安全で環境に優しく、コスト効率が高く、再生可能エネルギーを使用して生産される材料の製造が含まれます。 現在、石油由来のプラスチックはその優れた特性により食品包装の主流を占めていますが、化石資源の不足やCO2排出などの環境への影響への懸念から、バイオベースのプラスチックへの関心が高まっています。

バイオ PET、バイオ PP、バイオ PE、PLA、PHA などのバイオベースの材料は、石油ベースのプラスチックの代替品となります。 多糖類やタンパク質などの天然生体高分子は、その豊富さ、低コスト、生分解性の点で研究されています。 しかし、親水性や不十分なバリア特性などの課題が存在します。 持続可能性を高めるには、バイオベース原料の生産効率を向上させることが重要です。

原料の選択は非常に重要です。 食料生産との衝突を避けるためには、農業廃棄物から第二世代の原料を得ることが望ましい。 リサイクルは環境への影響を減らすために不可欠であると考えられており、機械的リサイクルが推奨される方法です。 食品の多層包装システムでは課題が生じ、バイオベース素材のリサイクル性に影響を及ぼします。

埋め立て処分は温室効果ガスの排出に寄与するため、生分解性または堆肥化可能なプラスチックは万能薬ではありません。 産業用堆肥化は環境への影響が最も大きいと考えられます。 ライフサイクル評価における耐用年数終了の考慮事項の焦点は、生分解性ではなくリサイクル性が優先されるべきであることを示唆しています。 リサイクル可能性と循環性を考慮してパッケージを設計することは、長期的な持続可能性にとって非常に重要です。

革新的なプラスチック包装材料は、バイオベースか石油ベースかにかかわらず、持続可能性のための重要なパラメータを優先する必要があります。

• 最適なバリア: 食品の保存期間を延ばし、食品ロスを最小限に抑えるために、材料には可能な限り最高のバリアが必要です。

   

• リサイクル可能性: 包装は、リサイクル中に機能特性と化学的安全性を維持するモノプラスチック材料を優先して、機械的にリサイクルできるように設計する必要があります。

   

• 効率的なバイオベースの生産: バイオベースの材料は、食料生産との衝突を避けるために、第二世代の原料から効率的に生産される必要があります。

   

• 懸念される化学物質: 有害な化学物質を回避すると、環境と人間の健康への影響が軽減され、廃棄物管理コストも削減されます。

  バイオベースのプラスチック包装材料は、従来の材料と比較して気候への影響が少ないことが認められています。 ただし、包括的なライフサイクル評価 (LCA) では、バイオベースの材料が環境に与えるさまざまな影響を考慮する必要があります。 思慮深い設計を通じて環境負荷を最小限に抑えることを目標に、包装/食品システムの全体的な気候と環境への影響をライフサイクル全体を通して評価する必要があります。

  持続可能な食品パッケージの設計は複雑な作業であり、多数のパラメータを考慮する必要があります。 LCA は、環境への影響を定量化および比較するための貴重なツールとして機能し、食品包装の持続可能性を高めるための意思決定のための情報に基づいた総合的な基盤を提供します。

  参考文献：

  Ana C. Mendes、Gitte Alsing Pedersen、持続可能な食品包装に関する展望: – バイオベースのプラスチックは解決策であるか、食品科学と技術の動向、第 112 巻、2021 年、ページ 839-846、ISSN 0924-2244、https:// doi.org/10.1016/j.tifs.2021.03.049。