Некоторые бактерии обладают способностью производить в промышленном масштабе сложные эфиры полигидроксижирных кислот (PHA) в качестве биопластиков. Но ввиду нестабильности и высокой стоимости PHA, нестабильности молекулярной массы (MW) и структуры, а также в результате термической и механической нестабильности, коммерциализация PHA всегда оставалась достаточно сложным вопросом. Высокая себестоимость производства PHA связана в основном с комплексной биологической обработкой со стерилизацией, низкой скоростью превращения углеродного субстрата в продукты PHA, плохим ростом микроорганизмов, а также сложностью последующего разделения. Для снижения сложности производства PHA, были специально разработаны инженерные методы для мощных микроорганизмов, и в частности для полярных организмов, особенно для рода Halomonas. С целью лучшего производства PHA была успешно создана «промышленная биотехнология следующего поколения» (NGIB). Различные PHA могут также быть получены инженерными бактериями, Halomonas или Pseudomonas. В данной статье представлены последние достижения инженерных бактерий в улучшении биосинтеза и разнообразия PHA.

В данной статье рассматриваются последние разработки материалов на основе крахмала, в том числе фундаментальные и прикладные исследования. Для решения проблем материалов на основе чистого крахмала, таких как природные полимеры с низкими механическими свойствами и чувствительностью к влаге, за последние два десятилетия были разработаны различные смеси и композиты. Фактически, включение любых добавок является чувствительным при разработке полностью биоразлагаемых материалов на основе крахмала. К тому же, для любой добавки при применении упаковки для пищевых продуктов вопрос безопасности стоит на главном месте. Исходя из этих соображений, в материалах на основе крахмала были использованы различные натуральные наполнители и усилители пищи, такие как натуральные волокна, кристаллы крахмала или целлюлозы и порфира. Также для разработки композитов матрицы крахмала использовалась так называемая технология самоупрочнения матрицы крахмала, армированного модифицированными крахмальными гранулами. При разработке пенопласта на основе крахмала проводились систематические исследования уникальных функций воды. Вода действует как пластификатор и пенообразователь для пены на основе крахмала. До настоящего времени различные традиционные технологии обработки, такие как экструзия, литье под давлением, компрессионное формование, литье и вспенивание, а также некоторые новые технологии, например, реактивная экструзия, применялись для обработки полимерных материалов на основе крахмала. Были разработаны и коммерциализированы разнообразные продукты на основе крахмала.

Все больше и больше исследователей интересуются разработкой новых биоразлагаемых полимеров для решения проблем ископаемых ресурсов и загрязнения окружающей среды, связанных с обычным пластиком. Алифатический ароматический сополиэфир является новым типом биоразлагаемых полимеров, которые в последние годы были широко изучены и быстро развиваются, т. к. они способны сочетать отличную биоразлагаемость, обеспечиваемую алифатическим полиэфиром, с превосходными характеристиками ароматического полиэфира, среди которых наиболее важным является полибутилэндипатерефталат (PBAT). Поликонденсация бутандиола (BDO), адипиновой кислоты (AA) и терефталевой кислоты (PTA) может обеспечить коммерциализацию PBAT с использованием обычной технологии производства полиэфира. Считается, что она обладает желаемыми характеристиками и конкурентными затратами во многих областях. Таким образом, этот обзор имеет целью обобщить информацию о синтезе, свойствах и применении PBAT.

В последнее время значительно возрос спрос на биоразлагаемые и возобновляемые материалы для упаковочных целей; увеличение спроса связано с экологическими проблемами, вызванными широким применением упаковок из синтетических и не биоразлагаемых полимеров, особенно из полиэтилена. В этой статье рассматриваются свойства биоразлагаемых полимеров, в частности, смесей крахмала и других полимеров. Помимо этого, в индустрии упаковки пищевых продуктов большое внимание уделяется деятельности микроорганизмов; следовательно, включение противомикробных добавок или полимеров для производства усиленных барьером или активных упаковочных материалов обеспечивает привлекательный выбор для защиты пищевых продуктов от размножения и распространения микроорганизмов. Кроме того, обсуждаются барьерные, механические и другие свойства биоразлагаемых полимеров. Наконец, рассматриваются текущие и потенциальные применения биологически активных покрытий на противомикробных упаковочных материалах.

Из-за растущего давления окружающей среды, вызванного глобальным потеплением и пластическим загрязнением, биопластики привлекли большое внимание.  Среди них полимолочная кислота (PLA) является как биологической, так и биоразлагающейся и широко используется во многих одноразовых упаковках.  По оценкам закона джема, глобальный спрос на PLA удвоится каждые 3 - 4 года. 

По сравнению с традиционными пластмассами на нефтяной основе, PLA является более дорогостоящим и обычно имеет меньше механических и физических характеристик.   Последние комплексные исследования и коммерциализация молочной кислотыD (-) и ее полимеров PDLA обладают потенциалом для улучшения механических и тепловых характеристик PLA (например, путем формирования композиционных соединений PLA), которые могут быть использованы на рынках высшего качества.  ОднакоиспользованиеPLAвдругихобластяхпо - прежнемуограничено. 

Полигликолевая кислота (PGA) имеет структуру, аналогичную PLA, и обладает такими перспективными свойствами, как хорошая биологическая деградация и барьер, что может быть полезным дополнением к PLA. Использование PGA для модификации PLA может быть достигнуто путем сополимеризации, физического смешивания и многослойного ламинирования. PGA и его комбинация с PLA широко изучались в области применения биомедицины, но из-за их относительно высоких производственных затрат они не были разработаны в широком масштабе. В таких условиях разработка новых технологий производства и появление государственных нормативных актов являются ключевыми движущими силамиглобального перехода к биопластике. Недавно было выпущено несколько правительственных постановлений, которые ограничивают использование традиционных пластиков и способствуют применению биоразлагаемых пластиков. Возможно извлечь PGAиз промышленных отходов газа при использований инновационных технологий производства, тем самым сокращая выбросы углерода и производственные затраты. Благодаря разработке технологий производства и компаундирования, PGA может использоваться в сочетании с PLA, чтобы играть важную роль в устойчивой и экологически чистой промышленности пластмасс, особенно для одноразовых изделий, которые требуют быстрого разложения при комнатной температуре или в естественной среде.