可持续未来食品设计研究

2021-03-09赵晓玉廖伟

设计 2021年2期

赵晓玉廖伟

摘要：文章旨在探索可持续设计在食品领域的可能性。为应对塑料污染这一全球性问题，实验验证未来食品设计的可行性，使人们意识到食物消费的生态后果，并使大众重视且接受可持续未来食品，最终能够产业化。以分析生物塑料现状以及对未来可持续材料的试验验证，通过“GLOB未来生鲜包装设计”此项研究阐述可持续食品设计的未来。通过GLOB案例运用于可降解生物材料包装，使食品保鲜并具有直观视觉体验，以未来使用场景结合GLOB产品来实现食品消费的可持续性。

关键词：可持续性可持续设计食品包装未来可持续材料食品设计

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）01-0139-03

引言

“至关重要的是，我们必须为子孙后代提供他們迫切需要的生活技能，以过上更健康，更快乐，更富有成效的生活。”杰米·奥利弗（JamieOliver）说。可持续未来食品设计是跨学科的研究，其目的是为了产生创新见解，使人们意识到食物消费的生态后果，通过实验验证其可行性，使大众重视并接受可持续未来食品，最终能够产业化。塑料污染正迅速成为全球主要问题之一，在气候变化和可持续发展之间，通过整合产品及其服务系统来提出满足用户需求的方案【1】，可持续设计以自然、社会、经济三方面系统性融合创新，从设计师的角度实现三者的和谐共存【2】。

一、塑料包装的现状和未来

随着人们生活的不断提升，人们消耗的资源越来越多。塑料的最大市场是包装，食品包装占包装总销售额的一半。而且日期标签含义上的混淆占总食品包装浪费的20%，塑料包装很少被回收利用，随着塑料包装需求的增长，塑料包装废品急剧增加。现今至少有800万吨塑料泄漏到海洋中（相当于每分钟一辆垃圾车入海）预计到2030年将增加到每分钟两辆。2025年，每3吨海洋鱼类体内的塑料含量预计为1吨，到2050年，鱼类中塑料的含量将超过鱼类（按重量计）【3】。塑料包含化学物质的复杂混合物，其中一些物质引起人类对健康和环境的潜在不利影响的担忧。塑料污染正迅速成为全球性问题，由于这些弊端，我们需要塑料替代品即可降解生物材料包装。

二、生物塑料的未来

生物降解塑料既有现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】。现有的和回收利用生物塑料来自糖衍生物，包括淀粉，纤维素和乳酸。生物塑料生产显着减少了温室气体排放并减少了不可再生能源的消耗，且能够在不同的环境中生物降解。尽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个问题。随着人口的增长和饮食习惯的逐渐改变，农作物用于生产塑料可能会影响食物可持续性，消费者富裕度上升导致食物垃圾迅速增多【5】。目前用于生物基塑料的农作物很少，由于真菌霉菌的侵蚀，部分农作物将不可食用，但它们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来。研究人员已经能够利用蔬菜和水果皮生产生物塑料，以开发食品加工业中的有机废物。可生物降解的塑料仍必须确保包装产品具有预期的保存期限，并且还必须满足原料协会和不同国家的原产地验证过程，以及可持续评估。涉及到利用可再生生物资源来源如生产食品、材料和能源，以最大限度消除浪费以及废弃排放物的产生。

三、可持续材料的研究

作者的前期研究主要包括收集一些材料作为灵感来源，纤维素、藻类、玉米淀粉等现有前瞻研究案例【6】。这些创意多用于艺术展览，且具有实验性质尚未进行产品研发阶段。通过调研发现，除了身边的农作物废料之外，藻类提取物作为海洋中随处可见的可再生生物，可作为一种可持续材料。它可以在包括海水、淡水环境中被找到，部分生物会依靠绿藻行光合作用来得取能量。

Agar，是一种藻类提取物，贮藏的营养物质主要为淀粉和油类。稀溶液在42。C时仍为液体，但在37。C时固化成牢固的凝胶。藻类提取物有三个特征，特征一：可持续材料，重要的是其是热可逆的。尽管体积大，但该材料重量轻。产品可以环境友好的方式处理。除了自然分解外，这些产品还可用于改善土壤的含水率或用作肥料。特征二：营养保证，凝胶状包装可用于防止食品降解变质。包装不会改变食品的味道。它不受任何热量影响，不与食品反应，并保留食品的营养。特征三：具有未来可实现性，具有可以与食物一起溶解的包装并在将来自销包装垃圾。利用藻类提取物制作食品包装不仅是减少塑料污染的解决方案，而且还是利用自然资源防止对环境造成危害的-种方式。

四、设计挑战

“可持续”设计是人类不断提升自身创新思维并积极寻求解决方案的过程了。作为食物设计师，作者进行了未来场景下可持续性发展的设计挑战。可持续设计作为系统性解决方案运用可持续设计原则展开，将未来消费者的饮食习惯定义为：从用户角度来讲面向购买保质期较短的新鲜产品的消费者，单人份食用海鲜、肉类、水果蔬菜等新鲜产品的包装;通过视觉反馈与消费者互动，消费者直观清晰地看到产品以及产品的产地和新鲜度;包装简单易操作且可降解;希望产品可以对消费者进行主动反馈。

设计思考的初步任务是不同可降解食品包装材料的可行性实验，例如蔬菜类植物及水果类植物废料的应用。带着这些思考初衷，作者做了有关材料的两组研究试验，例如第一组实验可降解食品垃圾再生材料：通过虫胶，玉米淀粉，海藻，蔬菜蘑菇，纤维素纤维等材料试验;第二组试验：藻类提取物Agar材料。

（一）第一组实验

第一组试验包括处理常见的食物废弃物，包括香蕉皮，橙皮、土豆皮和玉米淀粉。实际情况不止如此，家庭作为厨余垃圾、食品工厂的废物如何处理，既浪费资源又污染环境，同时也会传播病菌，给生产带来负面影响。因此，开发利用香蕉皮等食物废弃物，既能保护生态又可提高食品产业的经济效益。这些食物外壳是可持续设计的巧妙产品。实验过程如图1：将香蕉皮搅碎进行最原始的烘烤，烤箱预热至200°C将香蕉皮置入，30分钟后便可形成可持续的材料，不需要任何解决产品干燥的问题，只需普通家用烤箱即可。烘烤过后的材质成密集型絮状，类似软木材质，形成材质板的密度可装水等液体。香蕉皮与橙皮制成的新型材料适用于干燥食材的包装1。这些产品是聚合物的很好代替品，但如果投入工业生产，有较多操作问题需要解决，如何剥离和循环利用等也是可持续发展的重要议题。

（二）第二组实验

第二组试验测试Agar的可行性，旨在了解Agar材料的物理特性及其对温度变化，溶解度和作用力的反应。Agar材料的研究是文章试验论证的重点，对比食物废弃物包装材料，此材料具有较符合食品包装的特性以及零污染零浪费等特点。通过实验验证Agar具有包装食品的可行性以及可持续性。Agar又称琼脂，从生物学的角度，该材料细胞壁中具有可提取的可水溶多糖物质【9】。试验使用的原理是海藻酸加钙离子成胶。作者分别进行了两组对照试验，在大小形状材质不同的容器中放入不同食材，例如虾、鱼、西兰花、番茄等，将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，将1-10组生鲜常规包装冰箱放置，2-10组生鲜常规包装常温放置，3-10组Agar包裹生鲜冰箱放置，4-10组Agar包裹生鮮常温放置。常温温度18°C，对照试验经过7天后，腐烂最严重的是2-10，接着是1-10，4-10，3-10的顺序。结果证明琼脂具有比塑料包装更好的保鲜效果，实验验证Agar的可用性。对比Agar材料的可持续性，食物废弃物所产生的隐性生态问题（如加工导致的二次废料处理）尚需考虑。选用藻类提取物Agar进行试验原因是通过两组试验得出藻类提取物Agar材料用于最终作品设计试验更具优势。

琼脂材料如何以更好的成型方式与生鲜共存，如何通过原型试验达到未来可持续包装的预期，如何验证琼脂材料于包装产品的可操作性，作者通过以下几个方法验证：

1.模具成型：试验过程将琼脂粉倒入水中，加热至完全溶解并持续搅拌，搅拌至黏稠即可倒入放置好食物的模具中，琼脂成型过程会使食物处于最佳状态，使食物随琼脂凝胶化，琼脂迅速冷却将食物封存在模具形态之中。试验可见琼脂的透明性使人清晰地看到内部食物真实状态，即使琼脂包裹食物也能清晰看出。实验得知模具成型方法能很好地控制包装的形态，对食物的容纳性很大，试验对象为虾、小番茄，通过放置观察发现实验对象的形态颜色完好，验证模具成型法可行。模具成型如图2。

2.代替：试验灵感来源为罐头食品包装，运用视觉形象建立的方法，构建记忆重现环节，将罐头食品包装进行内部替换，罐头食品始终是某些类型食品的标志性包装，以琼脂代替原来的铝罐，使产品透明化，给人熟悉的陌生感，并产生记忆共鸣。这一方式使人们联想到过去的包装，有一定亲和力。试验过程选用常见的罐头包装，将加工好的琼脂液体倒入铝罐中，待冷却后取出形成包装产品。试验验证环节选用试验对象沙丁鱼置入容器中，将处理好的琼脂倒入，琼脂成型后通过观察得出生鲜的保存行完好。此项试验不足之处是模具开发成本较高，每种不同的产品需要不同的模具。代替模型如图3。

3.涂刷：涂刷技术是在生鲜产品上刷一层琼脂，在周围留下一层良好的涂层，灵感来源保护漆涂料。琼脂因其凝胶作用而具有良好的成膜性，并且可降解、可再生，有较大的替代塑料薄膜的趋势。试验将琼脂涂在鱼身上形成一种保护膜，具体取决于琼脂混合物的密度，产品越能被更好地覆盖。此项优势占据空间少，可以保持食物原来的形状，不足之处是运输不便易导致食物浪费等问题。试验应用涂刷方式如图4。

4.颜色：颜色的冲击能给予用户强提示作用，尽管这种材料可以使产品的新鲜度保持透明，但是带有色彩或渐变的颜色不仅可以使产品脱颖而出，而且颜色可以具有其含义或功能。想法是通过颜色的改变提醒用户产品的新鲜情况，在超市时是新鲜的呈现黄色，过几日后呈现不新鲜的蓝色，琼脂包装饱满度也会随之减小。试验将琼脂中加入不同的食用颜色。现有食品级色料由天然呈色的植物制取，作者选用柑橘皮、菠菜、姜黄及紫甘蓝，加工后呈现食物本色，以柑橘皮为例：将柑橘皮进行预处理，形成柑桔皮浆状物，经过提取过滤出滤液，经过高温无菌加工形成浓缩色素【10】;以相同的处理流程其他材料提取色素如图5。

5.质地：用户面对熟悉材料的满足感，还原材质质地的触感会使得用户感受到真实，灵感来自人们物质性的一种怀旧心理。琼脂的特性使最终产品可以捕获任何种类的形状或质地，试验尝试多种触觉体验，如鱼鳞质感等。此项有可能作为一种更好的固定产品的方式供进一步参考，但不足之处是艺术性强作为产品运输及产品统一性还需进一步考究，试验艺术纹理作为形态展现如图6。

通过上述一系列琼脂材料试验，总结并分析每种方式的优缺点，采用模具成型和色彩识别的方式进行设计原型的创意制作。

通过材料的特性研究以及呈色试验，敲定原型的工作原理后，作者转入用户使用体验研究中，分析特定材料的使用手感，尝试总结四种打开产品的方式：通过弹，按，拧，掰动作，并实验四种方式的适用性。经过三组用户测试发现按和旋转拧动产品的方式并不适用用户体验，经过再一次用户的使用测试，最终选择掰的动作作为产品使用的主动作。产品打开方式见图7。

明确了材料工业生产形式和使用规范，作者开始进行设计流程中的产品草图阶段，以便敲定产品及模具的形态。设计前作者进行了现阶超市购物用户追踪，并设计用户使用场景流程图、思考产品未来在超市上架的场景和未来超市的组成概念，并设计品牌GLOB。假设在未来超市场景下所有产品都以GLOB的形式出现，如何运输、储存、销售一系列问题。产品细节包括尺寸和产品所显示的必要信息，其中最重要的信息就是产品名称，产品重量，产品价格，未来包装拥有自己的信息码，消费者可以从信息码中看到产品的原产地以及运输的过程。为节约资源作者将模具设计与产品的形状一致，最大程度地节约材料和加工成本，以便在新鲜处理生鲜的第一时间将食物封存在琼脂中，保证最新鲜的食材送到消费者手中。将可持续环节置入整个流程，在用户环节的最后一步也能得到充分体现，包装所产生的琼脂块废料又是很好的施肥材料，消费者取出生鲜产品后可以将琼脂块放入花盆中充当花肥，或是直接丢进厨余垃圾筒，琼脂块可在七天之内完全消失，真正做到零污染零浪费。产品细节及尺寸如图8。

可持续未来食品设计案例GLOB产品是透明的，不仅包装且产品的信息设计易于获取细节。从数量来看，该产品旨在容纳一定数量的肉类，海鲜或其他产品，相当于个人的单一服务。从材料来看，该产品包装由琼脂制成，将琼脂液及产品中置入现成的模具中，待琼脂定型后，在产品周围形成保护层。产品尺寸为18x9x5厘米。从尺寸来看，选择的尺寸与单个服务常见商业包装尺寸相符，即13.5x13.5厘米。该产品高效存储，易于打开和处置。从图片可以看到产品背部拥有帮助消费者剥开产品的引导线。以及代表新鲜度的颜色，颜色可以反映出产品新鲜度，从黄色变到不新鲜的蓝色，消费者可以简易地判断食物的品质。产品细节及尺寸如图9。

结语

作者以设计作品GLOB未来生鲜包装设计案例为例，对可持续未来食品设计进行探究，目的是希望改变人们的思维方式，以最大程度地减少资源消耗，并选择对环境影响较小资源的意识，从一种新的角度去看待可持续发展问题。可持续发展是一学习的过程，通过不断探索试错引发人们思考如何应对现有问题，如何重建我们所在的环境【11】。作为设计师，我们有责任解决人类与地球之间的复杂关系。为了使我们能够找到满足世界人口需求的解决方案，需要提供理想且可持续的解决方案。作者通过对可持续材料探究，试验对比食物废弃物与琼脂材料于食品包装的可能性，并验证琼脂材料等藻类提取物更适用于未来可持续食品包装。经过这一研究作者对可持续设计有了更深地认识，希望对如何将可持续材料推广以及如何零污染工业化生产做进一步研究。愿在不久的将来，我们可以拥有GLOB一样的生活方式，我们生活的地球没有塑料污染。作者相信设计师有潜力创造出适合未来世界的新仪式，作者预见了可生物降解的工具、器具和容器的未来，希望GLOB设计案例在不久的未来能够实现。

参考文献

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