日常生活中用于储存食品和日用品的塑料包装因其使用方便、可大规模生产、成本较低、可视性良好以及易于获取而受到消费者的欢迎。仅2022年，全球塑料产量就达到了约4亿吨（Nayanathara Thathsarani Pilapitiya & Ratnayake, 2024）。合成聚合物或塑料是通过聚合反应形成的，主要由碳-碳（C-C）键构成。常用的包装材料包括各种形式的聚乙烯（低密度、中密度和高密度）、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯和乙烯-乙烯醇（McKeen, 2013）。
尽管塑料具有诸多优势，但由于其不可降解性，对环境危害极大，通常需要数百年才能分解。如果没有适当的回收或再利用，超过62亿吨的塑料被丢弃到环境中，这些塑料会在土壤和水中积累（Walker et al., 2021）。随着时间的推移，这些废弃塑料会分解成微塑料和纳米塑料，进入食物链，并引发化学渗漏和严重的健康问题。此外，塑料产品的生产、运输和处理过程产生了约17亿吨的碳排放，对全球气候产生了显著影响（Pathak et al., 2023）。因此，塑料废物的无序使用和管理不善已被认定为全球性的环境污染危机（UNEP, 2018）。
世界各国已经出台了政策、策略和解决方案，主要侧重于回收利用塑料产品并减少对原生塑料材料的依赖（EU, 2018）。然而，尽管付出了这些努力，回收率仍然很低——2020年欧洲只有14%的塑料被回收（EU, 2022），全球同年仅为12%（Pathak et al., 2023）。鉴于每年产生的大量塑料废物，这些数字凸显了有效废物管理方面的巨大差距。可持续的解决方案在于开发环保且可生物降解的包装材料，这些材料应具备更好的性能和耐用性。日益严重的环境问题、消费者偏好的变化以及快速的技术进步正在推动可持续包装的创新，特别是那些既能保护食品又能延长保质期并实现实时 freshness 监控的解决方案（Verma et al., 2024）。基于生物的材料是一个有前景的替代品，因为它们具有可生物降解性、经济性、易获取性、独特的性能以及易于提取的特点。
蛋白质，尤其是胶原蛋白，由于其出色的韧性、可用性、无毒性、结构稳定性、生物相容性和可生物降解性，被广泛用于食品包装（Maliha et al., 2024b）。胶原蛋白可以从动物皮革（Masilamani et al., 2016）和鱼皮（Bhuimbar et al., 2019）中轻松提取，而这些材料通常被作为固体废物丢弃。然而，单独的胶原蛋白无法像传统塑料袋那样提供完整的功能，因此需要添加其他添加剂来制备符合性能标准的复合薄膜。基于胶原蛋白的可持续包装材料有助于确保食品安全、保护环境、促进可再生资源的使用、减少碳排放并支持资源的有效利用。
据作者所知，迄今为止只有两篇综述文章全面讨论了胶原蛋白的总体性质、用于制造包装的技术及其在延长各种食品产品保质期方面的潜在应用（Ezati et al., 2025; Meenu et al., 2025）。尽管这两篇综述概述了基于胶原蛋白的活性和智能包装材料，但仅涵盖了该领域部分研究内容。本研究在此基础上，引入了一种功能分类系统，用于分类所有类型的基于胶原蛋白的复合薄膜，并进一步阐述了各种添加剂、来源和制造技术如何影响胶原蛋白复合材料的包装性能。此外，还将基于胶原蛋白的包装材料（CPM）的性能与传统塑料包装（高密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯）进行了比较，并阐述了与CPM相关的可持续性和监管问题。最后，记录了性能上的进步，讨论了需要解决的持续存在的限制，并指出了未来的研究方向。
结构与性质
胶原蛋白（COL）是脊椎动物体内最丰富的细胞外纤维蛋白，负责提供骨骼强度。迄今为止，已从不同来源鉴定出29种类型的胶原蛋白，它们由46种不同的肽组成。其中，I型胶原蛋白在哺乳动物中最为常见（D. Liu et al., 2015）。胶原蛋白的结构非常紧密，由三条左旋方向的聚脯氨酸-II样链构成（Berisio et al.,
胶原蛋白在食品包装中的应用
天然聚合物可以是传统不可降解聚合物的优秀替代品，用于开发环保和可持续的包装材料（Ding et al., 2024）。自古以来，胶原蛋白就被用作生物材料，用于开发可延长肉类保质期的包装。过去，香肠是通过将肉填充到猪和羊的小肠制成的可食用外皮中制成的（Suurs & Barbut, 2020）。选择小肠是因为它含有
基于胶原蛋白的可持续食品包装材料
可持续包装材料的开发旨在促进可再生资源的使用，促进负责任的生产和消费，减少整个产品生命周期中的温室气体排放，鼓励回收和堆肥，帮助发展循环经济实践，并保护生态系统和生物多样性（Pei et al., 2024）。过去，使用食品包装材料的主要目的是保护食品免受外部污染物（如灰尘）的侵害
来源和制造技术对基于胶原蛋白的包装材料性能的影响
鱼皮是最常见的提取胶原蛋白和制造食品包装材料的原材料；然而，从牛皮中提取的胶原蛋白表现出更好的性能。在所有来源中，用牛皮提取的胶原蛋白制成的薄膜具有最低的水溶性（Gui et al., 2024）和最低的水蒸气透过率（Tang et al., 2024），同时具有最高的抗拉强度（Tang et al., 2022）和延展性（
基于胶原蛋白的包装材料的可持续性和监管问题
从废弃物（皮革和皮肤）中提取的胶原蛋白体现了工业共生，将动物生物质转化为有价值的材料。传统的胶原蛋白提取方法涉及使用有害化学物质，最终会污染环境。因此，目前正在探索酶法水解作为一种可持续的替代方法。使用植物来源的粗酶提取胶原蛋白可以简化工艺步骤，降低能耗并提高产量
与传统塑料袋的比较
可以将基于胶原蛋白的复合薄膜（CPM）的性能与传统包装材料——高密度聚乙烯（HDPE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行比较，以明确评估技术进步并识别需要进一步创新的持续存在的限制。比较重点关注三个关键包装性能：强度、延展性和水溶性（图6（a））。在强度（Tang et al., 2022）和延展性（Maliha et al., 2024b）方面
挑战与未来方向
将基于胶原蛋白的复合薄膜（CPM）与明胶基包装材料（GPM）进行比较，以了解哪种蛋白质基包装材料的性能更优。结果表明，CPM在强度、耐水性、防潮性和透明度方面优于GPM，显示出巨大的潜力和前景（CPM和GPM的详细比较见补充文件的附录C）。尽管CPM具有优势，但其商业化仍面临激烈竞争
结论
基于胶原蛋白的复合薄膜越来越被认为是传统石化基包装材料的优秀替代品。在可持续包装解决方案的背景下，CPM因其能够减少温室气体排放和环境影响同时保持关键功能而具有吸引力。尽管CPM具有诸多优点，但其大规模生产和广泛接受仍面临一些挑战，例如更高的
作者贡献
Mysha Maliha：概念构思；数据整理；正式分析；研究方法；软件应用；可视化；初稿撰写；审稿与编辑。
Taslim Ur Rashid：指导；审稿与编辑。
