一、生物工程包裝材料的概念

　　什么是生物材料?由于生物材料的內(nèi)涵豐富，而且從事生物材料研究的又是來(lái)自于不同領(lǐng)域的科學(xué)工作者，因此目前對(duì)生物材料尚無(wú)一個(gè)很確切的定義。廣義的生物材料可以理解為一切與生物體相關(guān)的應(yīng)用性材料。按其應(yīng)用可分為生物工程材料､生物醫(yī)用材料和其它生物應(yīng)用材料。而按生物材料來(lái)源可分為天然生物材料和人工生物材料;與此同時(shí)材料學(xué)的發(fā)展使有些材料兼具天然和人工合成的特性。狹義的生物材料指的是能夠用來(lái)制作各種人工器官和制造與人工生理環(huán)境相接觸的醫(yī)療用具和制品的材料，即生物醫(yī)用材料及生物包裝材料。

　　本文所指的生物包裝材料是指生物工程材料中的包裝材料。其定義是，指利用生物技術(shù)，并與生物體相關(guān)的包裝應(yīng)用性材料?；蚍Q為生物工程包裝材料。

　　二、生物工程包裝材料的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

　　當(dāng)代生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，尤以生物工程材料中的包裝材料和生物醫(yī)用材料的發(fā)展最為迅猛。

　　在包裝材料方面，眾所周知，由于人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)在自然界中遺棄了很多不能自然降解的塑料制品，造成的白色污染是世界各國(guó)在工業(yè)化之后遇到的最嚴(yán)重的環(huán)境和社會(huì)問題之一。在過去的50年中，石油塑料和各種聚合物在包裝上的應(yīng)用增長(zhǎng)是驚人的，現(xiàn)在全球每年生產(chǎn)1.5X108t價(jià)值1500億美元的各種塑料相關(guān)材料。對(duì)此國(guó)內(nèi)外已經(jīng)提出了很多解決方案，但大都只能部分解決污染問題或用污染轉(zhuǎn)移的方法來(lái)掩蓋?，F(xiàn)在很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)通過立法來(lái)減少非環(huán)保塑料的使用，我國(guó)也作出相應(yīng)的規(guī)定。這些都為生物可降解塑料的開發(fā)使用提供了很好的機(jī)遇。同時(shí)世界范圍的石油緊張也是促使可持續(xù)發(fā)展的生物包裝材料走向市場(chǎng)的動(dòng)力。與生物包裝材料相比，當(dāng)代生物用材料已更為產(chǎn)業(yè)化，其中生物醫(yī)用材料及制品已占到全球醫(yī)療器械市場(chǎng)份額的一半。而在我國(guó)等發(fā)展中國(guó)家，生物醫(yī)用材料增長(zhǎng)則更快。

　　預(yù)計(jì)在今后15—20年間，生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)可達(dá)到相當(dāng)于藥物市場(chǎng)份額的規(guī)模。與此同時(shí)，隨著生物材料前沿研究不斷取得進(jìn)展，將開拓更為廣闊的市場(chǎng)空間，并為常規(guī)材料的改進(jìn)和創(chuàng)新提供導(dǎo)向。

　　三、幾類形成熱點(diǎn)的生物工程包裝材料            

　　在生物材料中，人工合成的生物材料是研究得最早最多的，研究得較多的還有生物陶瓷､無(wú)機(jī)材料､金屬及合金材料等。其中金屬材料應(yīng)用最早，已有數(shù)百年的歷史。､而羥基磷灰石是另一種現(xiàn)在研究得較多的合成生物材料，它是哺乳動(dòng)物硬組織的主要無(wú)機(jī)成分。自從20世紀(jì)70年代日本的青木秀希和美國(guó)的Jarcho成功地人工合成了羥基磷灰石，它便成為硬組織修復(fù)材料的研究熱點(diǎn)。

　　隨著人們對(duì)于環(huán)保要求的提高，同時(shí)也是應(yīng)生物材料自身生物化的要求，天然及半天然的生物材料受到越來(lái)越多的重視。天然生物材料就是由生物過程形成的天然材料，如貝殼､骨､牙齒､蠶絲､蜘蛛絲､木材､蛋殼､皮膚､腱等。由于生物材料是由千萬(wàn)年進(jìn)化形成，因陋就簡(jiǎn)，其特有的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致天然生物材料具有很多較合成材料優(yōu)異的綜合性能。而眾多的這類材料中，由生物合成的乳酸聚合而成的聚乳酸(PLA)作為天然材料的典型代表，因其良好的性能及同時(shí)兼具生物工程材料和生物醫(yī)用材料應(yīng)用特性，成為近年來(lái)研究最活躍的生物材料。

　　(一)聚乳酸(PLA)

　　聚乳酸是由生物發(fā)酵生產(chǎn)的乳酸經(jīng)人工化學(xué)合成而得的聚合物，但仍保持著良好的生物相容性和生物可降解性。具有與聚酯相似的防滲透性，同時(shí)具有與聚苯乙烯相似的光澤度､清晰度和加工性。并提供了比聚烯烴更低溫度的可熱合性，可采用熔融加工技術(shù)，包括紡紗技術(shù)進(jìn)行加工。因此聚乳酸可以被加工成各種包裝用材料，像農(nóng)業(yè)､建筑業(yè)用的塑料型材､薄膜，以及化工､紡織業(yè)用的無(wú)紡布､聚酯纖維等。而PLA的生產(chǎn)耗能只相當(dāng)于傳統(tǒng)石油化工產(chǎn)品的20%—50%，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w則只為相應(yīng)的50%。

　　除作為包裝材料以外，PLA可成為這些藥物包裹材料､組織工程材料中的研究熱點(diǎn)之一。PLA可制成無(wú)毒并可進(jìn)行細(xì)胞附著生長(zhǎng)的組織工程支架材料，其支架內(nèi)部可形成供細(xì)胞生長(zhǎng)和運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)的多孔結(jié)構(gòu)，還可為支持和指導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)提供合適的機(jī)械強(qiáng)度和幾何形狀。其缺點(diǎn)是缺乏與細(xì)胞選擇性作用的能力。PLA在生物醫(yī)用材料中的應(yīng)用是廣泛的，可用于醫(yī)用縫合線(無(wú)須拆線)，藥物控釋載體(減少給藥次數(shù)和給藥量)，骨科內(nèi)固定材料(避免了二次手術(shù))，組織工程支架等。

　　目前國(guó)際市場(chǎng)上出售的PLA有5種:

    (1)(ECOPLA)美國(guó)CargillDow公司產(chǎn)品，1998年建成3600t/年的半工業(yè)化裝置，當(dāng)年底生產(chǎn)能力擴(kuò)大一倍。在Nebrasla的廠子2002年可生產(chǎn)7X10St的PLA，在2003年達(dá)到1X106t(其生產(chǎn)能力為1.5X106t/年)。CargillDow公司首先和日本的4家打算用PLA做應(yīng)用包裝材料的企業(yè)(PacificDunlop，Sony，NTFDocomo和MitsdubishiPlastics公司)合作。然后再擴(kuò)展到歐洲和美國(guó)(上述信息來(lái)自CargillDow公司主頁(yè):WWW.cdpoly。com)。  

    (2)LACEA日本三井化學(xué)公司產(chǎn)品，生產(chǎn)能力500t/年。  

　　(3)LACTY日本島津制作所產(chǎn)品，主要生產(chǎn)聚乳酸薄膜。生產(chǎn)能力1000t/年。

　　(4)CPLA大日本油墨與化學(xué)工業(yè)公司產(chǎn)品，生產(chǎn)能力1000t/年，在今后幾年內(nèi)，該公司將建成幾千噸的CPLA裝置。

　　(5)  HEPLON  美國(guó)Chronopol公司產(chǎn)品，2000t/年，計(jì)劃建成一套世界級(jí)的生產(chǎn)裝置。

　　在PLA作為塑料產(chǎn)品方面，國(guó)外一家企業(yè)——Chronopol公司將PLA的生產(chǎn)成本由80000—120000元/t降低到30000—40000元/t;國(guó)內(nèi)總生產(chǎn)成本至少為45000元/t，略高于美國(guó)。而通用塑料，如聚丙烯價(jià)格低至6200元/t，僅為PLA成本的1/7左右。要使聚乳酸大量用作包裝材料和一次性用品，其價(jià)格應(yīng)降低到20000元/t以下，才有一定的市場(chǎng)接受性。所以加快相應(yīng)的研究開發(fā)有著重要的社會(huì)效益。但目前PLA絕大多數(shù)的生產(chǎn)加工和應(yīng)用專利仍掌握在一些發(fā)達(dá)國(guó)家手中，因而我們要很好地發(fā)展PLA產(chǎn)業(yè)必須在基礎(chǔ)應(yīng)用研究中更多地投入，以期取得我們自己的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。今后人工合成生物材料的生物化和多種材料的復(fù)合研究將受到重視。

　　現(xiàn)在全世界塑料的年生產(chǎn)量為1.5X10St，而其中目前可為PLA替代的為2X105t(如果有足夠生產(chǎn)量的話)。而隨著石油產(chǎn)品的價(jià)格上漲，PLA產(chǎn)品的環(huán)保性能優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)，PLA將占有更多的市場(chǎng)份額。根據(jù)日本有關(guān)專家預(yù)測(cè)，若干年內(nèi)全世界對(duì)聚乳酸制品的年需求量將達(dá)到3X106t，對(duì)聚乳酸的發(fā)展將是一個(gè)很大的促進(jìn)。因此進(jìn)一步降低乳酸的發(fā)酵成本，改進(jìn)乳酸的聚合工藝，提高PLA在組織工程上的應(yīng)用性將是PLA研究的重點(diǎn)。

　　(二)聚羥基脂肪酸酯(PHA)

　　近20多年迅速發(fā)展起來(lái)的生物高分子材料——聚羥基脂肪酸酯(PHA)，是很多微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯，是一種天然的高分子生物材料。因?yàn)镻HA同時(shí)具有良好的生物相容性能､生物可降解性和塑料的熱加工性能。因?yàn)橥瑫r(shí)可作為生物醫(yī)用材料和生物可降解包裝材料，這已經(jīng)成為近年來(lái)生物材料領(lǐng)域最為活躍的研究熱點(diǎn)。PHA還具有非線性光學(xué)性､壓電性､氣體相隔性很多高附加值性能。

　　天然的或合成的生物可降解的高分:材料往往有很高的水蒸氣透過性，這在食品保鮮中是不利的。而PHA則具有良好的氣體阻隔性，使其可能應(yīng)用在較長(zhǎng)時(shí)間的鮮品保鮮包裝上。因?yàn)樗拇┩甘潜ｕr包裝中的重要指標(biāo)，PHA在這一點(diǎn)上的性能是完全可以和現(xiàn)在的PET､PP等產(chǎn)品等相比的。另—方面，PHA’還具有較好的水解穩(wěn)定性，將PHA用75℃的自動(dòng)洗碗機(jī)總洗20個(gè)循環(huán)，PHA制成杯的形狀和分子量都沒有發(fā)生變化，表明PHA可以很好地用于器具生產(chǎn)。此外與其它聚烯烴類､·聚芳烴類聚合物比，PHA還具有很好的紫外穩(wěn)定性。PHA還可作為生物可降解的環(huán)保溶劑的來(lái)源，如乙基羥基—酸EHB(ethyl3—hydroxy—butyrate)是水溶性的，聚有低揮發(fā)性，可以用于清潔劑､膠)粘劑､染料､墨水的溶劑。正因?yàn)镻HA匯集了這些優(yōu)良的性能，使其可以在包裝材料､粘合材料､噴涂材料和衣料､器具類材料､電子產(chǎn)品､耐用消費(fèi)品､農(nóng)業(yè)產(chǎn)品､自動(dòng)化產(chǎn)品､化學(xué)介質(zhì)和溶劑等領(lǐng)域中得到應(yīng)用。  

　　(1)與PLA等生物材料相比，PHA結(jié)構(gòu)多元化，通過改變菌種､給料､發(fā)酵過程可以很方便地改變PHA的組成，而組成結(jié)構(gòu)多樣性帶來(lái)的性能多樣化使其在應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)組成PHA分成兩大類:一類是短鏈PHA(單體為C3-C5)，一類是中長(zhǎng)鏈PHA(單體為C6-C14)，這些年已有報(bào)道菌株可合成短鏈與中長(zhǎng)鏈共聚羥基脂肪酸酯。PHA的生產(chǎn)經(jīng)歷了第一代PHA——聚羥基丁酸酯(PHB)，第二代PHA——羥基丁酸酸共聚酯(PHBV)和第三代PHA—羥基丁酸已酸共聚酯(PGBHHx)的生產(chǎn)，而第四代PHA羥基丁酸羥基辛酸(癸酸)共聚酸[PH-BO(PHBD)]尚處于開發(fā)階段。其中作為第三代PHA的PHBHHx是由清華大學(xué)及其合作企業(yè)實(shí)現(xiàn)了首次大規(guī)模生產(chǎn)。與傳統(tǒng)化工塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程相比較，PHA的生產(chǎn)是一種低能耗和低二氧化碳排放的生產(chǎn)，因此從生產(chǎn)過程到產(chǎn)品對(duì)于環(huán)境保護(hù)都是很有利的。

　　(2)PHA生產(chǎn)的另一條可行的途徑是利用轉(zhuǎn)基因植物來(lái)實(shí)現(xiàn)。PHA在植物中的合成，可以利用光能消耗二氧化碳，成為一種可持續(xù)､可再生的材料生產(chǎn)方式?，F(xiàn)在已在煙草､馬鈴薯､棉花､油菜､玉米､苜蓿等植物中實(shí)現(xiàn)了包括  PHB､PHBV以及中長(zhǎng)鏈PHA等不同PHA的合成。而其中在馬鈴薯塊根中的PHA合成是最具生產(chǎn)前景的。目前PHA的價(jià)格還很難和石油化工塑料相競(jìng)爭(zhēng)，而聚丙稀的價(jià)格低于1美元/kg，而一些最便宜的生物可降解塑料的價(jià)格為3-6美元  /Kg，而當(dāng)今理想的PHB的生產(chǎn)成本為4美元/kg，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)成本將進(jìn)一步降低，但很難達(dá)到2-3美元/kg，這主要是由于細(xì)菌發(fā)酵底物成本所決定。但通過轉(zhuǎn)基因植物的PHA合成，有望將PHA的成本大大降低，因?yàn)橹参锢枚趸己吞?yáng)能生產(chǎn)植物油和淀粉的成本分別為0.5-1美元/kg和0.25美元/kg，另外植物中PHA的提取過程也有了較好的研究，提取成本不高于細(xì)菌中PHA的提取成本。PHA在植物中的生產(chǎn)將使經(jīng)濟(jì)作物的可再生資源使用大大地邁進(jìn)，這個(gè)項(xiàng)目的成功可能使到2020年植物生產(chǎn)基本化學(xué)原料和材料中可更新資源的使用達(dá)到現(xiàn)在的5倍。

　　PHA因其良好的生物降解性和生物相容性在藥物緩釋體系中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。最早的PHA作為藥物釋放包裹微球的研究是1983年對(duì)于PHB的研究，之后隨著PHBV  的發(fā)展，PHA的藥物包裹研究帶來(lái)了很大的進(jìn)展。研究表明可通過調(diào)節(jié)PHA的單體組成､分子量､藥物包裹量､包裹顆粒大小實(shí)現(xiàn)藥物的可控速率釋放。此外，很多學(xué)者還利用PCL等其他聚合物與PHA進(jìn)行混合包裹藥物的研究也取得了一定的成果。在PHA近十年的研究熱潮中，雖然在生產(chǎn)和應(yīng)用方面的主要技術(shù)專利仍掌握在美､歐､日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)中，但我國(guó)這幾年在這方面的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在生產(chǎn)方面掌握了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的菌種和后期工藝，特別是近兩年在組織組織工程研究方面有較好的研究成果，已有多項(xiàng)專利處于申請(qǐng)公開期，這些為PHA作為我國(guó)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物材料今后的產(chǎn)業(yè)化打下了良好的基礎(chǔ)。

　　PHA 既是一種性能優(yōu)良的環(huán)保生物塑料，又具有許多可調(diào)節(jié)的材料性能，其隨著成本的進(jìn)一步降低以及高附加值應(yīng)用的開發(fā)，將成為一種成本可被市場(chǎng)接受的多應(yīng)用領(lǐng)域生物材料。由于它是一個(gè)組成廣泛的家族，其從堅(jiān)硬到高彈性的性能使其可以適用于不同的應(yīng)用需要。PHA的結(jié)構(gòu)多樣化以及性能的可變性使其成為生物材料中重要的一員。相對(duì)于PLA，PHA發(fā)展的歷史很短，發(fā)展的潛力更大，其應(yīng)用的空間也更大。

　　四、我國(guó)環(huán)保包裝材料市場(chǎng)的展望

   生物材料作為最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧?，有其廣闊的市場(chǎng)前景，我國(guó)是人口大國(guó)，因此也是生物材料和包裝材料的需求大國(guó)。但是我國(guó)生物材料及器械國(guó)內(nèi)產(chǎn)品單一，技術(shù)落后，科研與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)，70%-80%要依靠進(jìn)口，基礎(chǔ)研究水平不高直接制約了新技術(shù)和新材料的開發(fā)和應(yīng)用。到目前為止，生物材料的主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍掌握在美､歐､日等發(fā)達(dá)國(guó)家。

　　我國(guó)生物材料發(fā)展還未能成為一門真正的產(chǎn)業(yè)，生物材料研究尚未得到足夠的經(jīng)濟(jì)支持，除了跟我們的基礎(chǔ)研究水平不高有關(guān)，還與科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)部門脫節(jié)､產(chǎn)業(yè)部門未充分認(rèn)識(shí)生物材料在未來(lái)世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中的重要地位有關(guān)。當(dāng)然這也與科研成果尚未給企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益，損害企業(yè)的投資積極性密不可分。要解決個(gè)問題，改變我國(guó)生物材料依賴進(jìn)口的狀況，需要科研部門和產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)更好的相互信任與合作。隨著有關(guān)部門和研究機(jī)構(gòu)對(duì)PHA的研究和開發(fā)工作重視程度的提高，我國(guó)將產(chǎn)生越來(lái)越多的生產(chǎn)和應(yīng)用知識(shí)產(chǎn)權(quán)。由于PHA材料的結(jié)構(gòu)和功能的多樣性，PHA將能適應(yīng)各種不同的應(yīng)用要求，特別是PHA的生產(chǎn)符合可持續(xù)發(fā)展的要求，有可能成為一個(gè)大的支柱產(chǎn)業(yè)。

　　現(xiàn)在在環(huán)保包裝材料市場(chǎng)，由于我國(guó)的法律較發(fā)達(dá)國(guó)家滯后，因此市場(chǎng)尚未被充分開發(fā)，因而國(guó)際上的大公司尚未給予充分的重視。只要我們?cè)诩夹g(shù)上能夠和國(guó)際水平競(jìng)爭(zhēng)，那么我國(guó)的生物包裝材料將有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，將在市場(chǎng)需求必然不斷擴(kuò)大的未來(lái)占據(jù)有利位置。

　　可生物降解包裝材料以不斷加快的速度被優(yōu)化

　　過去幾年，可生物降解的以生物為原料的包裝材料以不斷加快的速度被優(yōu)化。下一代產(chǎn)品具有更好的性能和更有吸引力的價(jià)格。增長(zhǎng)速度大大加快。盡管這種產(chǎn)品向消費(fèi)者提出訴求，但是可生物降解包裝材料仍是一個(gè)持續(xù)成長(zhǎng)的特殊市場(chǎng)。  

　　最近在幾個(gè)國(guó)家進(jìn)行的研究顯示，消費(fèi)者對(duì)生物科技包裝材料非常感興趣，更有趣的是，消費(fèi)者原因?yàn)榇酥Ц陡嗟腻X。美國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Grapentine公司最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，41％的美國(guó)消費(fèi)者和59％的歐洲消費(fèi)者非?？释?gòu)買以天然材料制成的環(huán)保材料包裝的食品。其中大約77％的歐洲消費(fèi)者愿意為此多付5歐分，而74％的美國(guó)消費(fèi)者愿意多付10美分。  

　　這些方向印證了國(guó)際可生物降解聚合物協(xié)會(huì)及工作組(IBAW)2001年在德國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)研究，通過調(diào)查卡賽爾的600位市民發(fā)現(xiàn)，三分之一的消費(fèi)者愿意以0.15歐元購(gòu)買購(gòu)物袋，而對(duì)于一個(gè)可生物降解的酸奶盒，他們?cè)蝾~外支付0.05歐元。  

　　然而，值得留意的是，市民和消費(fèi)者這兩個(gè)角色在同一個(gè)人身上的表現(xiàn)可能有天壤之別。作為市民，人們可能為了環(huán)保而愿意為可生物降解包裝材料多付一些錢，但是在超市里，大部分的消費(fèi)者都是精打細(xì)算的。  

　　可再生的資源  

　　生物聚合物根據(jù)來(lái)源和加工方法分為不同的種類，第一類就是直接從天然材料中提取的包裝材料；第二類是以可再生的生物化學(xué)單體合成的材料；第三類是以微生物或轉(zhuǎn)基因細(xì)菌生產(chǎn)的包裝材料。  

　　天然可生物降解的包裝材料一般包含以土豆、玉米、小麥、糠麩、大米等的淀粉和纖維素制成的多聚糖和乳清、酪蛋白、麥麩、大豆、膠原質(zhì)等蛋白質(zhì)，甚至可以使用食品工業(yè)的殘?jiān)?nbsp; 

　　這個(gè)市場(chǎng)廣泛采用淀粉為原料是因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，而且，但淀粉被制成熱塑性塑料后，其二氧化碳和氧氣隔絕性能優(yōu)異，而且加工性良好。

　　更好的防水性能  

　　以淀粉為原料的主要問題是其容易吸水。為了達(dá)到更好的防水效果，需要與其它天然或是合成的可降解聚合物混合，或者添加不同來(lái)源的添加劑。  

　　通過改性和添加劑的作用，這些混合物質(zhì)具有更高或是更低的水汽敏感度和氣密性。熱塑性淀粉含有70％-90％的淀粉，但是其中40％-60％的淀粉卻是許多混合物，添加劑的使用提高了原料的成本。因而，這方面的研究主要是減少添加劑的用量，例如使用新的納米組分而不是淀粉或是改性粘土顆粒。  

　　例如紙張或是卡紙等未經(jīng)改性的纖維素材料具有較差的氣密性和防潮性能，因而除非是干貨，一般很少用來(lái)作為外包裝材料。改性的纖維素和纖維素衍生物材料，主要是聚碳酸酯等聚合物用于這一方面還是有些昂貴。  

　　產(chǎn)品多樣  

　　聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解包裝材料的范例。PLA由乳酸單體聚合而成，在不同的食品包裝領(lǐng)域提供不同的性能。  

　　PLA可以制成結(jié)晶或是透明的形態(tài)，可以吹膜、注塑以及涂層，既可以單獨(dú)使用也可以與其它天然原料制成的聚合物混合使用。例如，PLA經(jīng)常與淀粉混合以提高降解性能、降低成本。  

　　第三類的可生物降解包裝材料用微生物制成，包括多羥基鏈烷酸酯(PHAs)，而聚羥基丁酸酯(PHB)最為普遍。PHAs目前的價(jià)格仍比較高，但是從技術(shù)角度來(lái)看，用途會(huì)非常廣泛，吹塑、注塑、拉膜、涂層都可以。也可以與熱塑性淀粉等可生物降解材料混合。PHAs用于食品包裝有個(gè)有趣的特性那就是水汽透過率非常低，與低密度聚乙烯接近。  

　　生物聚合物的市場(chǎng)  

　　根據(jù)IBAW的統(tǒng)計(jì)，可生物降解包裝材料是個(gè)特殊的小市場(chǎng)，2001年的數(shù)字顯示歐盟可生物降解產(chǎn)品的消費(fèi)量為2.5-3萬(wàn)噸，而傳統(tǒng)聚合物的用量高達(dá)3500萬(wàn)噸。塑料包裝協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)2010年傳統(tǒng)聚合物的用量將達(dá)到5500萬(wàn)噸，IBAW預(yù)計(jì)可生物降解產(chǎn)品的用量屆時(shí)會(huì)達(dá)到50-100萬(wàn)噸?？缮锝到獠牧献罱K可能會(huì)占據(jù)10％的市場(chǎng)份額。  

　　這一樂觀的估計(jì)是基于可生物降解產(chǎn)品不斷改善性能  做出的，其中包括防水性、氣密性、透明度、印刷性能、加工性能等。  

　　盡管與傳統(tǒng)聚合物相比，可生物降解產(chǎn)品的價(jià)格依然偏高，但是未來(lái)會(huì)逐步降低，首先是以淀粉為原料的聚合物然后波及其它材料。最終，不斷增長(zhǎng)的消費(fèi)需求將驅(qū)動(dòng)可生物降解包裝材料的材料增長(zhǎng)。  

　　改善的形象  

　　歐洲一些主要的零售商采取的行動(dòng)推廣可生物降解包裝材料映襯出消費(fèi)者需求的增加。  

　　意大利一家連鎖超市IPER的銷售總監(jiān)Mario  

Spezia表示，客戶對(duì)以環(huán)保方式生產(chǎn)和包裝的食品比較感興趣，他們知道以可再生資源生產(chǎn)的包裝材料的好處。IPER在2002年推出可生物降解包裝材料以來(lái)，用量增加了一倍以上。  

　　目前，可生物降解包裝材料在熟食、奶酪等新鮮食品包裝方面的用量還非常有限，在包裝黃瓜用的收縮膜、裝橙子的網(wǎng)袋、包裝蔬菜用的保鮮膜以及裝方便食品用的熱成形盒子等也是如此。較高的水汽隔絕性能可以讓水果、蔬菜保持新鮮，而聚乳酸的氣密性能夠使產(chǎn)品更加新鮮脆嫩。  

　　總而言之，可生物降解包裝材料作為傳統(tǒng)聚合物的環(huán)保型替代物將不斷獲得進(jìn)展，特別是零售商比食品生產(chǎn)商更加有興趣推動(dòng)這方面的發(fā)展，因?yàn)樗麄兛刂浦r食品市場(chǎng)。  

　　生物聚合物的優(yōu)點(diǎn)  

　　毫無(wú)疑問，與傳統(tǒng)聚合物相比可生物降解材料較高的價(jià)格在對(duì)比兩者的優(yōu)點(diǎn)  時(shí)必須要考慮，除了環(huán)保之外，可生物降解材料的優(yōu)點(diǎn)還在于：  

　　營(yíng)銷優(yōu)勢(shì)：這種包裝材料有利于宣傳環(huán)保食品的概念；  

　　功能優(yōu)勢(shì)：延長(zhǎng)保質(zhì)期、氣密性、可食用、紡靜電、方便、衛(wèi)生、可生物降解等；  

　　法律/成本優(yōu)勢(shì)：根據(jù)歐洲包裝廢物處理規(guī)定，集中堆放是包裝材料回收和再利用的方式之一。一些國(guó)家對(duì)可生物降解材料征收較低的稅收。  

　　產(chǎn)品識(shí)別標(biāo)簽  

　　可生物降解包裝材料必須滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)13432的要求，合格的產(chǎn)品可以貼上可生物降解的標(biāo)簽，保證該產(chǎn)品具有這一性能。  

　　德國(guó)、瑞士、荷蘭、英國(guó)和波蘭已經(jīng)接收這一標(biāo)簽，對(duì)于以特殊處理系統(tǒng)處理的可降解包裝材料會(huì)加上一個(gè)六邊形的標(biāo)識(shí)，這一標(biāo)識(shí)已經(jīng)在德國(guó)開始使用，很快將引入英國(guó)。  

　　IBAW希望在全球范圍內(nèi)協(xié)調(diào)可生物降解材料的認(rèn)證和標(biāo)識(shí)工作。美國(guó)和日本的可生物降解聚合物協(xié)會(huì)也持類似觀點(diǎn)。美國(guó)的可生物降解聚合物研究所和日本的可生物降解聚合物公會(huì)已經(jīng)就產(chǎn)品認(rèn)證的推廣和協(xié)調(diào)達(dá)成協(xié)議。