最火软包装行业中的抗菌技术及其应用进展上

软包装行业中的抗菌技术及其应用进展(上)

联合国世界卫生组织（WHO）提出，21世纪全球的主题是“健康与环境”，每个人的生命与健康，60％是掌握在自己手中。也就是说，除去遗传学等方面无法改变的因素外，个体所处的环境对生命与健康起着重要的作用。 细菌、病毒等致病性微生物是人类健康的主要杀手之一。据美国《WHO》杂志1996年统计，全世界1995年因细菌传染引起的死亡为1700万人，约占死亡人口1／3。1997年0－157大肠杆菌在日本流行，2000年日本、韩国、蒙古等国家纷纷闹起口蹄疫和2003我国“非典”的传播，这一系列3、扁平实验：与环刚度实验类似事件都引起了全球性的恐慌。因此，近年来如何控制和消灭病菌及病毒传播引起的传染病(如：疟疾、霍乱、结核、肝炎、肺炎等)己被提上日程。由于抗菌制品能从根本上杜绝人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉感染，所以在全世界受到了普遍欢迎。在日本以及欧美发达国家，抗菌材料己广泛应用于蔬菜、水果、乳制品、化妆品、医药等方面的包装。

广义“抗菌”的概念非常广泛，包括杀菌、抑菌、消毒和防菌等多种含义。抗菌的对象是原生生物界的细菌类、放线菌类、菌类及病毒。其目标微生物主要是致病细菌。抗菌材料则是指经过抗菌处理的，具有抗菌功能的材料。抗菌性能是通过添加抗菌剂来实现的。在实际应用中，一般并不要求抗菌材料能迅速杀灭有害微生物，而是侧重于在长期的使用过程中抑制它们的生长和繁殖，以达到保护环境的目的。

随着世界科技和经济的不断发展，人们对自身健康和环境保护越来越重视，因此对产品（日用品、食品、工业品）的包装也有了更高的要求，高性能、功能化塑料包装材料成为许多国家的开发热点，这类材料包括高阻隔性、多功能保鲜性、选择透过性、耐热性、无菌ncm111 和ncm622 占比分别为13%和10%（抗菌）性以及防锈、除臭、形状记忆、能再封、易开封性等塑料包装材料，现今以抗菌性包装材料发展最为迅速，将成为21世纪初发展的重点。

目前，制备抗菌包装材料的方法有复合法、分子组装法、接枝法、表面喷涂法等。其中以复合法最为简单有效，因此被广泛应用于各种抗菌制品的研究和生产。近年来，分子组装抗菌技术也取得了较大进展，并开始投入实际应用。本文以抗菌技术和抗菌剂的分类来侧重介绍食品抗菌包装材料的技术及应用的发展现状。

1. 复合法

复合法是将抗菌剂或防腐剂掺入高分子材料中进行共混，抗菌剂或防腐剂均匀分布在材料中，通过缓慢释放抗菌或防腐成分到材料的表面，限制或防止微生物生长，使材料具备长期抗菌能力。这些材料可用于塑料液体薄膜、保鲜薄膜、纸塑复合材料等包装材料领域。由于加入的抑菌或防腐成分浓度很低，所以一般不会对人体健康产生影响。

1.1 天然抗菌剂电磁换向阀1直在通电状态

天然抗菌剂是利用各种天然物质特有的抗菌性能制造和使用的抗菌剂。古人都知道：许多酸性和碱性物质、香辣料、芥末、姜花、蓖麻油、椿树油、食用油等油脂、孟棕竹、山葵等植物，都对食品具有防腐保鲜功能。直至今日，人们仍大量使当被纳入到1个集成的生产线中时用天然抗菌剂保存食物、衣物及日用品，防止细菌、霉菌等危害。

天然抗菌剂品种繁多，灭菌原理也不尽相同。如酸碱性物质是通过破坏微生物的细胞壁、细胞膜，进而使细胞蛋白质凝固，实现灭菌；醇类是使细胞蛋白质变性，干扰细胞代谢，完成灭菌的；而壳聚糖的灭菌原理是本身含有氨基酸，属阳离子，而微生物细胞壁是由酸和磷脂阴离子等组成的，两者结合后，阻碍微生物的发育和繁殖。

天然抗菌剂的优点是它是从天然食物、植物中提取或直接使用的非化学制品，对人畜和环境一般不产生污染，因而受到青睐。但其抗菌功能有限，无长效广谱抗菌性，而且使用后会使食品、用品产生异味或变色，应用范围受到限制。

在食品包装材料中应用的天然抗菌剂主要有壳聚糖、鱼精蛋白、桂皮油和罗汉柏油等，大都是从动植物中提炼精制的，具有耐候性优良、毒性低、使用安全等优点，但其耐热性较差，药效持续时间短。其中以壳聚糖研究的较多，特别是在食品工业中的应用特别受到人们的关注[1]。

制造食品容器的Ginpopakku公司与Fudokarucha食品添加剂开发公司，共同开发了具有抗菌和防酸效果，并且食品鲜度保持期比原包装材料提高4倍的新包装材料，该材料采用天然盐中的提取物作为抗菌成分与塑料融合制成[2]。此外，日本还从山芋菜中提取精油由于抗菌保鲜包装薄膜材料。

近年来，包装材料造成的环境污染问题己为人们所关注，因此，对它的研究趋向于可食性涂料或膜材料。可食性涂料和膜具有很多优点：如生物降解性、可食性、好看的外观、阻隔氧及物理压力等。此外，它们也可作为可食性防腐剂的载体。Padgeu T等人将溶菌酶和乳链球菌素分别混入玉米蛋白或大豆蛋白中制成可食性包装膜，发现均能很好地抑制革兰氏阳性菌Lactobacillus plantarum(NCDO1752)，添加 EDTA后，这些膜抑制革兰氏阴性菌li的效果增加[3]。

可食性抗菌膜是以天然可食性物质（如蛋白质、多糖、纤维素基衍生物，掺混少量的食品添加剂如乳化剂、塑化剂、抗氧化剂、食品色素、香料及抑菌剂等）为原料，通过不同分子间相互作用形成的具有多孔络结构的薄膜。可食性包装膜的实用性能与合成塑料包装膜一样，更有合成塑料无法比拟的优越性。它具有明显的阻水性，可延缓食品中水和油及其它成分的迁移和扩散；具有可选择的透气性和抗渗透能力，可阻止食品中风味物质的挥发；具有较好的物理机械性能，可提高食品表面机械强度，使其易于加工处理；可以作为食品色、香、味、营养强化和抗氧化物质、抗菌物质等的载体；可与被包装食品一起食用，对食品和环境无污染，如表1所示。因而在食品工业方面具有广阔的应用前景[4]。

表1. 一些可食性抗菌膜

可食性膜 食品 功能

CMC 硬奶酪，硬腊肠 抑制霉菌

海藻酸盐 肉制品 抑制微生物生长

明胶 肉制品 防腐剂载体

果胶 食品 杀菌剂、抗氧化剂载体

卡拉胶 中等湿度奶酪 减少表面微生物生长