推動永續食品包裝：整體觀點

12月 27, 2023
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包裝材料在日常生活中發揮著至關重要的作用，特別是在食品保存、處理、運輸和儲存方面。傳統的石油基聚合物在塑膠包裝行業占主導地位，佔聚合物總用量的26%，自1964 年以來產量大幅增長。儘管塑膠包裝具有多種功能，但由於溫室氣體排放和處置不當造成的污染，引發了環境問題。

為了應對環境挑戰，該行業正在探索可再生和可生物降解的替代品，例如生物基塑料，旨在減少對不可再生資源的依賴並降低二氧化碳排放。由於消費者更喜歡可回收和環保的材料，對環保食品包裝的需求預計將增加。然而，與傳統塑膠相比，生物基塑膠的優勢仍然存在不確定性。

歐盟委員會的目標是到 2025 年實現 55% 的塑膠包裝再循環，並計劃在 2030 年所有塑膠都可回收或可重複使用，與循環經濟方法保持一致。食品包裝的可持續性評估應考慮零溫室氣體排放、可回收性或可重複使用性、零垃圾掩埋廢棄物、減少用水、再生能源使用、無空氣污染以及對人類健康無害等因素。儘管替代包裝取得了進展，但還沒有完美的解決方案能夠滿足所有永續性標準，同時有效地保存和運輸食品。

食品包裝的可持續性

食品包裝的可持續性涉及滿足當前的需求，同時又不損害子孫後代的能力，特別是關注環境方面。糧食生產對環境影響很大，全球溫室氣體排放量的 29% 歸因於此。為了評估食品包裝的環境影響和永續性，必須將包裝和食品視為產品包裝組合。生命週期評估 (LCA) 是一種用於評估產品包裝組合在其整個生命週期中對環境影響的方法，考慮材料採購、生產、包裝、分銷和報廢等因素。不同的模型和指南（例如 ISO 14040 和歐盟委員會的 ILCD 手冊）可用於執行 LCA。評估應確定相關影響、產生最高環境影響的流程，並為系統/產品改進提供指導。至關重要的是要考慮包裝對食品生命週期的間接環境影響，特別是其對食物廢物產生的影響，以避免推薦可能因潛在食物損失而增加食品包裝組合整體環境影響的包裝。

塑膠包裝生產

生命週期評估（LCA）研究表明，與石油基塑膠相比，生物基PLA（聚乳酸）塑膠通常在氣候保護和化石資源保護方面具有優勢。對 44 個生物基材料案例的統合分析發現，氣候變遷類別對環境的影響較低。然而，生物基塑膠生產原料的選擇至關重要；使用玉米或澱粉等第一代生物質可能會與人類消費的農作物競爭，而廢棄物原料（第二代）在生命週期評估中被認為更環保。

除了氣候變遷之外，生物基材料的環境影響還包括自然資源枯竭、酸化、光化學臭氧產生、富營養化、人體毒性和水生毒性。評估表明，生物基材料可能對富營養化和平流層臭氧消耗等類別產生更大的影響，並在酸化和光化學臭氧形成方面存在差異。

將生物基PE 與石油基PE 進行比較，可以發現不同的環境影響，生物基PE 對氣候變遷、夏季煙霧和化石資源消耗的影響較小，但對酸化潛力、富營養化、人體毒性、水消耗、一次能源總需求和土地使用。

關於報廢，塑膠堆肥被視為對環境有吸引力的選擇，但並非所有生物基塑膠都是可生物降解的。雖然存在一些可生物降解塑料，例如澱粉共混聚合物和 PLA，但它們的降解會在垃圾掩埋場產生大量溫室氣體排放。指定特定類型塑膠降解的條件和時間至關重要，因為許多塑膠需要受控的工業堆肥。

塑膠回收

回收被認為對於環境永續性至關重要，因為與原始材料的生產相比，回收通常涉及較低的生命週期影響。然而，只有 14% 的塑膠被收集和回收，而且大多數回收塑膠都被降級回收到價值較低的應用中，限制了它們進入另一輪回收的能力。

歐盟塑膠廢棄物回收的潛力基本上尚未開發，與紙張、玻璃或金屬等其他材料相比，其再利用和回收率較低。造成這種情況的因素有很多，包括產品使用過程中的材料損失、收集不當和加工過程中的降解（降級循環）、庫存累積、產品設計障礙、廢棄物基礎設施不足、污染和經濟因素。

機械回收，包括分類、研磨、清洗和擠壓，是回收包裝塑膠最常見的方法。然而，含有不可分離聚合物的多層食品包裝系統面臨挑戰，並提出化學回收技術作為不適合機械回收的材料的替代品。

生物基包裝材料在引入新型聚合物的同時，仍需要提高可回收性的設計，以支持向循環經濟的過渡。 PLA 等可堆肥塑膠在回收基礎設施方面面臨挑戰，因為它們很難與 PET 區分開來，如果不進行有效分類，可能會污染 PET 回收品。

回收塑膠中的污染物遷移到包裝食品中可能會產生人類健康風險。潛在污染物包括未經授權的單體和添加劑、誤用污染物、非食品消費品、其他包裝材料中的化學物質以及回收過程中添加的化學物質。回收程序必須確保符合歐盟法規的安全污染水平，並由歐洲食品安全局 (EFSA) 根據具體情況進行安全評估。回收不同塑膠的具體標準已經制定，但需要更多數據才能更好地進行安全評估，特別是對於 PE 和 PP 等聚合物。

關於永續食品包裝的討論強調了永續發展在食品產業中日益增長的重要性。關鍵考慮因素包括生產安全、環保、經濟高效且使用再生能源的材料。雖然石油基塑膠因其優異的性能目前在食品包裝中佔據主導地位，但對化石資源稀缺和環境影響（包括二氧化碳排放）的擔憂引發了人們對生物基塑膠的興趣。

生物基材料，例如生物 PET、生物 PP、生物 PE、PLA 和 PHA，是石油基塑膠的替代品。多醣和蛋白質等天然生物聚合物因其豐富、低成本和生物可降解性而受到探索。然而，存在著親水性和阻隔性不足等挑戰。提高生物基原料的生產效率對於增強永續性至關重要。

原料的選擇至關重要；最好使用來自農業廢棄物的第二代原料，以避免與糧食生產發生衝突。回收被認為對於減少環境影響至關重要，機械回收是首選方法。多層食品包裝系統面臨挑戰，影響生物基材料的可回收性。

可生物降解或可堆肥的塑膠並不是萬能的，因為垃圾掩埋場處理會導致溫室氣體排放。工業堆肥可能對環境影響最大。生命週期評估中對報廢考慮的關注表明，應優先考慮可回收性，而不是生物降解性。設計可回收性和循環性的包裝對於長期永續發展至關重要。

創新的塑膠包裝材料，無論是生物基的還是石油基的，都應優先考慮永續性的關鍵參數：

最佳屏障：材料應具有最佳屏障，以延長食品保質期並最大限度地減少食物損失
可回收性：包裝設計應考慮機械回收，優先考慮在回收過程中保持功能特性和化學安全性的單一塑膠材料。
高效率的生物基生產：生物基材料應利用第二代原料高效生產，以避免與糧食生產衝突。
關注的化學物質：避免使用有害化學物質可以減少對環境和人類健康的影響，同時降低廢棄物管理成本。
與傳統材料相比，生物基塑膠包裝材料因減少對氣候的影響而聞名。然而，綜合生命週期評估（LCA）應考慮生物基材料的各種環境影響。應在包裝/食品系統的整個生命週期中評估其對氣候和環境的整體影響，目標是透過深思熟慮的設計來最大限度地減少環境負擔。
設計永續食品包裝是一項複雜的任務，需要考慮眾多參數。 LCA 是量化和比較環境影響的寶貴工具，為提高食品包裝永續性的決策提供了知情和全面的基礎。
參考：
Ana C. Mendes、Gitte Alsing Pedersen，永續食品包裝的觀點：生物基塑膠是一種解決方案，食品科學與技術趨勢，第112 卷，2021 年，第839-846 頁，ISSN 0924-2244，https :// doi.org/10.1016/j.tifs.2021.03.049。