包裝除了保護(hù)、美化商品并使商品便于攜帶等作用外，還可起到推薦演示和宣傳商品的作用。隨著人們生活水平的提高，對商品包裝的要求也越來越高，不僅要求商品包裝美觀、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，而且要符合環(huán)保要求。因此，包裝工業(yè)迅速崛起，包裝市場規(guī)模巨大。目前全世界包裝業(yè)的市場容量為8000億美元，且每年以15％ ～18％ 的速度增長。

包裝工業(yè)的迅速成長壯大，使包裝材料具有廣泛的發(fā)展空間，紙、塑料、金屬和玻璃等許多材料被廣泛應(yīng)用于各種包裝。然而，包裝在為人們帶來方便和效益的同時，也給人類生存的環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，一方面包裝消耗大量的資源，另一方面日益增多的包裝廢棄物已經(jīng)成為僅次于水質(zhì)污染、海洋湖泊污染和空氣污染的第4大污染源。塑料制品用過后約有一半廢棄在環(huán)境中，一般需要200年才能降解，而填埋、焚燒都不是理想的解決辦法。即使紙塑制品在微生物的作用下，也需要80年才能降解。而造紙要消耗大量木材，同時造成水污染。

隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，基于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略考慮，對產(chǎn)品包裝不僅要求其外觀新穎美觀，還要求包裝材料無污染、易分解。近年來，世界各國相繼開發(fā)出一些降解塑料、生物材料，對推動各國包裝材料行業(yè)的發(fā)展起到了很大作用。而降解塑料(主要是在塑料中加入淀粉、纖維素、光敏劑、生物降解劑等添加劑)存在消耗大量糧食、不能消除視覺污染等缺點(diǎn)，而且塑料微粒的存在使其在土壤中降解速度較慢，不能及時回收利用。因此，降解塑料的應(yīng)用前景具有局限性，最有開發(fā)潛力的是生物包裝材料。

天然可降解物質(zhì)的利用對于可持續(xù)發(fā)展具有極其重要實(shí)際意義，淀粉、植物纖維、甲殼素、殼聚糖等為主體的生物材料適應(yīng)了這種完全環(huán)保的要求和趨勢。然而，對于生物包裝材料來說，有兩個方面需要注意：I)在包裝材料的使用過程中，要保證包裝材料正常功能的發(fā)揮；2)在包裝材料使用后，要快速降解。這就要求生物包裝材料在流通過程中必須避免因?yàn)橥饨绛h(huán)境而產(chǎn)生的降解行為；同時使用后又有一個優(yōu)化的環(huán)境能使其快速降解。

1 分類

淀粉作為天然高分子物質(zhì)，來源豐富，價格便宜。在微生物作用下分解為葡萄糖，最后代謝為水和二氧化碳，是一種取之不盡的可再生資源。天然淀粉是以15～100~m的小顆粒形式存在，顆粒內(nèi)存在結(jié)晶結(jié)構(gòu)的高分子化合物。淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，直鏈淀粉是葡萄糖以 —D一1，4糖苷鍵結(jié)合的鏈狀化合物，相對分子質(zhì)量為(20～200)×10 。支鏈淀粉中葡萄糖單元的連接方式除 —D一1，4糖苷鍵外，還存在— D一1，6糖苷鍵，相對分子質(zhì)量為(100～400)×10。。

天然植物纖維同樣也是符合可持續(xù)發(fā)展要求的可再生資源，它是地球上最豐富的碳水化合物。在自然界中可被微生物分解酶降解，作為植物或微生物營養(yǎng)源而被攝取。纖維的主要成分纖維素是直鏈淀粉的異構(gòu)體，葡萄糖單元通過B—l，4一糖苷鍵相連，氧原子和羥基成反式結(jié)構(gòu)。

甲殼質(zhì)是甲殼素和殼聚糖的統(tǒng)稱，大量存在于低等動物特別是節(jié)肢動物(如蟹、蝦、昆蟲等)的甲殼中，甲殼質(zhì)纖維是自然界唯一帶正電荷的陽離子天然纖維。全球每年生物合成的甲殼素高達(dá)數(shù)百億噸，產(chǎn)量僅次于天然纖維素，是地球上第二大生物高分子資源。甲殼素是2一乙酰胺一2一脫氧一13一D一葡萄糖通過B一1，4一糖苷鍵連接而成的線性聚合物。由于甲殼素中含有多種官能團(tuán)，因此，具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性：可以發(fā)生脫乙�；�、水解、交聯(lián)、接枝、�；�、醚化、羧甲基化、氧化還原及絡(luò)合等反應(yīng)，生成具有不同性能的甲殼素衍生物。其中甲殼素脫去乙酰基后成為殼聚糖，它是由N一乙酰氨基葡萄糖通過B一1，4一糖苷鍵連接起來的鏈狀高分子化合物，其性質(zhì)主要取決于乙�；�率和聚合度。由于殼聚糖含有游離氨基，反應(yīng)活性和溶解性能均比甲殼素強(qiáng)，是甲殼素最重要和應(yīng)用最廣的衍生物，且其分子內(nèi)含有一OH和一NH 活性基團(tuán)，易與多種有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。