DOI: 10.1016/j.cis.2022.102806

如今，基于绿色成分的多功能、多用途包装材料的开发因其生物降解性、生物相容性和可持续性以及生物材料的可再生性受到了研究人员和消费者的广泛关注。这些新兴包装材料除了延长食品的保质期（活性包装）外，还能实时告知消费者产品的新鲜度和变质情况（智能包装）。据悉，可以通过将生物聚合物与各种材料（包括纳米材料、交联剂、生物活性化合物和其他聚合物）结合起来，对生物聚合物基包装的局限性，如亲水性和较差的机械阻力，进行改性和改善。因此，创新、高性能且绿色的生物纳米复合材料的使用为取代传统的非生物降解石油基塑料提供了一个很好的机会。同样，为了响应全球对更有效且安全的食品包装系统的要求，人们对用于活性智能包装的聚合物生物纳米复合材料的制备兴趣也在与日俱增。影响生物纳米复合材料质量的因素多种多样，如生物材料类型、纳米颗粒等添加剂、食品类型、储存条件及其制备方法。本综述旨在探讨制备聚合物生物纳米复合材料常用技术的主要挑战，包括浇铸、熔融混合（挤出）、静电纺丝和聚合技术。浇铸技术易于操作，比其他技术更具吸引力。挤出方法比该领域其他技术更具工业性。静电纺丝工艺由于能够生产出包封和稳定生物活性分子的纤维膜而备受关注。聚合技术由于其复杂的条件、反应过程以及使用有毒而非绿色的反应物和溶剂而令人兴趣平平。总之，所有的技术都应该根据相关的具体参数进行优化，以获得具有显著机械性能、阻隔和渗透性能、接触角/润湿性、均匀结构、低生产成本、环境友好性、迁移和渗透性以及生物降解特性的生物纳米复合材料。

图1.在食品包装纳米复合材料中嵌入不同类型的纳米颗粒。

图2.基于PRISMA指南的选择流程图。

图3.基于最终检索标题进行食品包装用生物材料/材料分析。A）每种材料的出版物总数和B）每种特定聚合物每年的出版物数量。

图4.基于最初和最终检索到的论文，比较食品包装用薄膜制备技术。

图5.A）铸造技术示意图。（B）交联工艺，以形成牢固的聚合物网络。（C）用于薄膜制造的熔融共混/挤出技术。（D）吹塑薄膜挤出设备，是一种生产聚合物薄膜的新方法。

图6.聚合（A）和光聚合（B）过程的示意图。

图7.静电纺丝技术示意图（A），以及在不同电压水平下在针尖中拉伸的不同形式的聚合物溶液（B）。

图8.A）用于检测发生降解的SEM显微照片。B）用于评估聚合物膜内NPs分散（左）以及自由形式NPs（右）的SEM显微照片。C）电纺NPs的SEM显微照片。D）用于研究NPs添加对纤维直径影响的SEM显微照片（不同放大倍率）：无NPs（a,b）和含有NPs（c,d）。E）钯NPs团聚的TEM显微照片。F）用于研究多层膜的SEM显微照片。

图9.A）基于检索到的论文，比较用于食品包装的不同类型纳米颗粒。B）Ag NPs附着在细菌上。C）Ag NPs抗菌机制，通过破坏细胞膜杀死细菌。D）通过提高Ag NPs的浓度来减少细菌生长（大肠杆菌）。E）14天后，三种涂层技术下Ag NPs对黑曲霉的影响。F）基于最初和最终检索到的论文统计的关于可生物降解薄膜的论文数量。G）含有丁香酚的PHB膜在不同类型土壤中的行为。