可持續未來食品設計研究

2021-03-09 13:34:38趙曉玉廖偉

設計 2021年2期

趙曉玉廖偉

摘要：文章旨在探索可持續設計在食品領域的可能性。為應對塑料污染這一全球性問題，實驗驗證未來食品設計的可行性，使人們意識到食物消費的生態后果，并使大眾重視且接受可持續未來食品，最終能夠產業化。以分析生物塑料現狀以及對未來可持續材料的試驗驗證，通過“GLOB未來生鮮包裝設計”此項研究闡述可持續食品設計的未來。通過GLOB案例運用于可降解生物材料包裝，使食品保鮮并具有直觀視覺體驗，以未來使用場景結合GLOB產品來實現食品消費的可持續性。

關鍵詞：可持續性可持續設計食品包裝未來可持續材料食品設計

中圖分類號：TB47

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）01-0139-03

引言

“至關重要的是，我們必須為子孫后代提供他們迫切需要的生活技能，以過上更健康，更快樂，更富有成效的生活。”杰米·奧利弗（JamieOliver）說。可持續未來食品設計是跨學科的研究，其目的是為了產生創新見解，使人們意識到食物消費的生態后果，通過實驗驗證其可行性，使大眾重視并接受可持續未來食品，最終能夠產業化。塑料污染正迅速成為全球主要問題之一，在氣候變化和可持續發展之間，通過整合產品及其服務系統來提出滿足用戶需求的方案【1】，可持續設計以自然、社會、經濟三方面系統性融合創新，從設計師的角度實現三者的和諧共存【2】。

一、塑料包裝的現狀和未來

隨著人們生活的不斷提升，人們消耗的資源越來越多。塑料的最大市場是包裝，食品包裝占包裝總銷售額的一半。而且日期標簽含義上的混淆占總食品包裝浪費的20%，塑料包裝很少被回收利用，隨著塑料包裝需求的增長，塑料包裝廢品急劇增加。現今至少有800萬噸塑料泄漏到海洋中（相當于每分鐘一輛垃圾車入海）預計到2030年將增加到每分鐘兩輛。2025年，每3噸海洋魚類體內的塑料含量預計為1噸，到2050年，魚類中塑料的含量將超過魚類（按重量計）【3】。塑料包含化學物質的復雜混合物，其中一些物質引起人類對健康和環境的潛在不利影響的擔憂。塑料污染正迅速成為全球性問題，由于這些弊端，我們需要塑料替代品即可降解生物材料包裝。

二、生物塑料的未來

生物降解塑料既有現有塑料的功能和特性，又能在自然界微生物的作用下被降解【4】。現有的和回收利用生物塑料來自糖衍生物，包括淀粉，纖維素和乳酸。生物塑料生產顯著減少了溫室氣體排放并減少了不可再生能源的消耗，且能夠在不同的環境中生物降解。盡管生物塑料是塑料的良好替代方案，但成本和性能仍然是一個問題。隨著人口的增長和飲食習慣的逐漸改變，農作物用于生產塑料可能會影響食物可持續性，消費者富裕度上升導致食物垃圾迅速增多【5】。目前用于生物基塑料的農作物很少，由于真菌霉菌的侵蝕，部分農作物將不可食用，但它們仍然可完全用于生物塑料，因此食物垃圾代表生物塑料的未來。研究人員已經能夠利用蔬菜和水果皮生產生物塑料，以開發食品加工業中的有機廢物。可生物降解的塑料仍必須確保包裝產品具有預期的保存期限，并且還必須滿足原料協會和不同國家的原產地驗證過程，以及可持續評估。涉及到利用可再生生物資源來源如生產食品、材料和能源，以最大限度消除浪費以及廢棄排放物的產生。

三、可持續材料的研究

作者的前期研究主要包括收集一些材料作為靈感來源，纖維素、藻類、玉米淀粉等現有前瞻研究案例【6】。這些創意多用于藝術展覽，且具有實驗性質尚未進行產品研發階段。通過調研發現，除了身邊的農作物廢料之外，藻類提取物作為海洋中隨處可見的可再生生物，可作為一種可持續材料。它可以在包括海水、淡水環境中被找到，部分生物會依靠綠藻行光合作用來得取能量。

Agar，是一種藻類提取物，貯藏的營養物質主要為淀粉和油類。稀溶液在42。C時仍為液體，但在37。C時固化成牢固的凝膠。藻類提取物有三個特征，特征一：可持續材料，重要的是其是熱可逆的。盡管體積大，但該材料重量輕。產品可以環境友好的方式處理。除了自然分解外，這些產品還可用于改善土壤的含水率或用作肥料。特征二：營養保證，凝膠狀包裝可用于防止食品降解變質。包裝不會改變食品的味道。它不受任何熱量影響，不與食品反應，并保留食品的營養。特征三：具有未來可實現性，具有可以與食物一起溶解的包裝并在將來自銷包裝垃圾。利用藻類提取物制作食品包裝不僅是減少塑料污染的解決方案，而且還是利用自然資源防止對環境造成危害的-種方式。

四、設計挑戰

“可持續”設計是人類不斷提升自身創新思維并積極尋求解決方案的過程了。作為食物設計師，作者進行了未來場景下可持續性發展的設計挑戰。可持續設計作為系統性解決方案運用可持續設計原則展開，將未來消費者的飲食習慣定義為：從用戶角度來講面向購買保質期較短的新鮮產品的消費者，單人份食用海鮮、肉類、水果蔬菜等新鮮產品的包裝;通過視覺反饋與消費者互動，消費者直觀清晰地看到產品以及產品的產地和新鮮度;包裝簡單易操作且可降解;希望產品可以對消費者進行主動反饋。

設計思考的初步任務是不同可降解食品包裝材料的可行性實驗，例如蔬菜類植物及水果類植物廢料的應用。帶著這些思考初衷，作者做了有關材料的兩組研究試驗，例如第一組實驗可降解食品垃圾再生材料：通過蟲膠，玉米淀粉，海藻，蔬菜蘑菇，纖維素纖維等材料試驗;第二組試驗：藻類提取物Agar材料。

（一）第一組實驗

第一組試驗包括處理常見的食物廢棄物，包括香蕉皮，橙皮、土豆皮和玉米淀粉。實際情況不止如此，家庭作為廚余垃圾、食品工廠的廢物如何處理，既浪費資源又污染環境，同時也會傳播病菌，給生產帶來負面影響。因此，開發利用香蕉皮等食物廢棄物，既能保護生態又可提高食品產業的經濟效益。這些食物外殼是可持續設計的巧妙產品。實驗過程如圖1：將香蕉皮攪碎進行最原始的烘烤，烤箱預熱至200°C將香蕉皮置入，30分鐘后便可形成可持續的材料，不需要任何解決產品干燥的問題，只需普通家用烤箱即可。烘烤過后的材質成密集型絮狀，類似軟木材質，形成材質板的密度可裝水等液體。香蕉皮與橙皮制成的新型材料適用于干燥食材的包裝1。這些產品是聚合物的很好代替品，但如果投入工業生產，有較多操作問題需要解決，如何剝離和循環利用等也是可持續發展的重要議題。

（二）第二組實驗

第二組試驗測試Agar的可行性，旨在了解Agar材料的物理特性及其對溫度變化，溶解度和作用力的反應。Agar材料的研究是文章試驗論證的重點，對比食物廢棄物包裝材料，此材料具有較符合食品包裝的特性以及零污染零浪費等特點。通過實驗驗證Agar具有包裝食品的可行性以及可持續性。Agar又稱瓊脂，從生物學的角度，該材料細胞壁中具有可提取的可水溶多糖物質【9】。試驗使用的原理是海藻酸加鈣離子成膠。作者分別進行了兩組對照試驗，在大小形狀材質不同的容器中放入不同食材，例如蝦、魚、西蘭花、番茄等，將Agar加工后倒入容器成型，所有的食材都可以完好的包裹在其中，將1-10組生鮮常規包裝冰箱放置，2-10組生鮮常規包裝常溫放置，3-10組Agar包裹生鮮冰箱放置，4-10組Agar包裹生鮮常溫放置。常溫溫度18°C，對照試驗經過7天后，腐爛最嚴重的是2-10，接著是1-10，4-10，3-10的順序。結果證明瓊脂具有比塑料包裝更好的保鮮效果，實驗驗證Agar的可用性。對比Agar材料的可持續性，食物廢棄物所產生的隱性生態問題（如加工導致的二次廢料處理）尚需考慮。選用藻類提取物Agar進行試驗原因是通過兩組試驗得出藻類提取物Agar材料用于最終作品設計試驗更具優勢。

瓊脂材料如何以更好的成型方式與生鮮共存，如何通過原型試驗達到未來可持續包裝的預期，如何驗證瓊脂材料于包裝產品的可操作性，作者通過以下幾個方法驗證：

1.模具成型：試驗過程將瓊脂粉倒入水中，加熱至完全溶解并持續攪拌，攪拌至黏稠即可倒入放置好食物的模具中，瓊脂成型過程會使食物處于最佳狀態，使食物隨瓊脂凝膠化，瓊脂迅速冷卻將食物封存在模具形態之中。試驗可見瓊脂的透明性使人清晰地看到內部食物真實狀態，即使瓊脂包裹食物也能清晰看出。實驗得知模具成型方法能很好地控制包裝的形態，對食物的容納性很大，試驗對象為蝦、小番茄，通過放置觀察發現實驗對象的形態顏色完好，驗證模具成型法可行。模具成型如圖2。

2.代替：試驗靈感來源為罐頭食品包裝，運用視覺形象建立的方法，構建記憶重現環節，將罐頭食品包裝進行內部替換，罐頭食品始終是某些類型食品的標志性包裝，以瓊脂代替原來的鋁罐，使產品透明化，給人熟悉的陌生感，并產生記憶共鳴。這一方式使人們聯想到過去的包裝，有一定親和力。試驗過程選用常見的罐頭包裝，將加工好的瓊脂液體倒入鋁罐中，待冷卻后取出形成包裝產品。試驗驗證環節選用試驗對象沙丁魚置入容器中，將處理好的瓊脂倒入，瓊脂成型后通過觀察得出生鮮的保存行完好。此項試驗不足之處是模具開發成本較高，每種不同的產品需要不同的模具。代替模型如圖3。

3.涂刷：涂刷技術是在生鮮產品上刷一層瓊脂，在周圍留下一層良好的涂層，靈感來源保護漆涂料。瓊脂因其凝膠作用而具有良好的成膜性，并且可降解、可再生，有較大的替代塑料薄膜的趨勢。試驗將瓊脂涂在魚身上形成一種保護膜，具體取決于瓊脂混合物的密度，產品越能被更好地覆蓋。此項優勢占據空間少，可以保持食物原來的形狀，不足之處是運輸不便易導致食物浪費等問題。試驗應用涂刷方式如圖4。

4.顏色：顏色的沖擊能給予用戶強提示作用，盡管這種材料可以使產品的新鮮度保持透明，但是帶有色彩或漸變的顏色不僅可以使產品脫穎而出，而且顏色可以具有其含義或功能。想法是通過顏色的改變提醒用戶產品的新鮮情況，在超市時是新鮮的呈現黃色，過幾日后呈現不新鮮的藍色，瓊脂包裝飽滿度也會隨之減小。試驗將瓊脂中加入不同的食用顏色。現有食品級色料由天然呈色的植物制取，作者選用柑橘皮、菠菜、姜黃及紫甘藍，加工后呈現食物本色，以柑橘皮為例：將柑橘皮進行預處理，形成柑桔皮漿狀物，經過提取過濾出濾液，經過高溫無菌加工形成濃縮色素【10】;以相同的處理流程其他材料提取色素如圖5。

5.質地：用戶面對熟悉材料的滿足感，還原材質質地的觸感會使得用戶感受到真實，靈感來自人們物質性的一種懷舊心理。瓊脂的特性使最終產品可以捕獲任何種類的形狀或質地，試驗嘗試多種觸覺體驗，如魚鱗質感等。此項有可能作為一種更好的固定產品的方式供進一步參考，但不足之處是藝術性強作為產品運輸及產品統一性還需進一步考究，試驗藝術紋理作為形態展現如圖6。

通過上述一系列瓊脂材料試驗，總結并分析每種方式的優缺點，采用模具成型和色彩識別的方式進行設計原型的創意制作。

通過材料的特性研究以及呈色試驗，敲定原型的工作原理后，作者轉入用戶使用體驗研究中，分析特定材料的使用手感，嘗試總結四種打開產品的方式：通過彈，按，擰，掰動作，并實驗四種方式的適用性。經過三組用戶測試發現按和旋轉擰動產品的方式并不適用用戶體驗，經過再一次用戶的使用測試，最終選擇掰的動作作為產品使用的主動作。產品打開方式見圖7。

明確了材料工業生產形式和使用規范，作者開始進行設計流程中的產品草圖階段，以便敲定產品及模具的形態。設計前作者進行了現階超市購物用戶追蹤，并設計用戶使用場景流程圖、思考產品未來在超市上架的場景和未來超市的組成概念，并設計品牌GLOB。假設在未來超市場景下所有產品都以GLOB的形式出現，如何運輸、儲存、銷售一系列問題。產品細節包括尺寸和產品所顯示的必要信息，其中最重要的信息就是產品名稱，產品重量，產品價格，未來包裝擁有自己的信息碼，消費者可以從信息碼中看到產品的原產地以及運輸的過程。為節約資源作者將模具設計與產品的形狀一致，最大程度地節約材料和加工成本，以便在新鮮處理生鮮的第一時間將食物封存在瓊脂中，保證最新鮮的食材送到消費者手中。將可持續環節置入整個流程，在用戶環節的最后一步也能得到充分體現，包裝所產生的瓊脂塊廢料又是很好的施肥材料，消費者取出生鮮產品后可以將瓊脂塊放入花盆中充當花肥，或是直接丟進廚余垃圾筒，瓊脂塊可在七天之內完全消失，真正做到零污染零浪費。產品細節及尺寸如圖8。

可持續未來食品設計案例GLOB產品是透明的，不僅包裝且產品的信息設計易于獲取細節。從數量來看，該產品旨在容納一定數量的肉類，海鮮或其他產品，相當于個人的單一服務。從材料來看，該產品包裝由瓊脂制成，將瓊脂液及產品中置入現成的模具中，待瓊脂定型后，在產品周圍形成保護層。產品尺寸為18x9x5厘米。從尺寸來看，選擇的尺寸與單個服務常見商業包裝尺寸相符，即13.5x13.5厘米。該產品高效存儲，易于打開和處置。從圖片可以看到產品背部擁有幫助消費者剝開產品的引導線。以及代表新鮮度的顏色，顏色可以反映出產品新鮮度，從黃色變到不新鮮的藍色，消費者可以簡易地判斷食物的品質。產品細節及尺寸如圖9。

結語

作者以設計作品GLOB未來生鮮包裝設計案例為例，對可持續未來食品設計進行探究，目的是希望改變人們的思維方式，以最大程度地減少資源消耗，并選擇對環境影響較小資源的意識，從一種新的角度去看待可持續發展問題。可持續發展是一學習的過程，通過不斷探索試錯引發人們思考如何應對現有問題，如何重建我們所在的環境【11】。作為設計師，我們有責任解決人類與地球之間的復雜關系。為了使我們能夠找到滿足世界人口需求的解決方案，需要提供理想且可持續的解決方案。作者通過對可持續材料探究，試驗對比食物廢棄物與瓊脂材料于食品包裝的可能性，并驗證瓊脂材料等藻類提取物更適用于未來可持續食品包裝。經過這一研究作者對可持續設計有了更深地認識，希望對如何將可持續材料推廣以及如何零污染工業化生產做進一步研究。愿在不久的將來，我們可以擁有GLOB一樣的生活方式，我們生活的地球沒有塑料污染。作者相信設計師有潛力創造出適合未來世界的新儀式，作者預見了可生物降解的工具、器具和容器的未來，希望GLOB設計案例在不久的未來能夠實現。

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