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食品抗菌包裝薄膜是當(dāng)今食品包裝新的研究熱點(diǎn)。隨著社會的進(jìn)步，人們生活水平的提高，消費(fèi)者對于方便、快捷、新鮮的食品需要量不斷增大，食品安全和食品質(zhì)量也就成了人們zui關(guān)注的問題。



現(xiàn)在，為了解決食品在物理、生物化學(xué)和有害微生物等因素的作用下腐爛變質(zhì)，甚至產(chǎn)生有毒物質(zhì)，嚴(yán)重影響消費(fèi)者身體健康的問題，在食品包裝材料中加入一定量的抗菌劑制成的抗菌包裝材料，可分為抗菌薄膜、抗菌中空容器、抗菌包以及抗菌周轉(zhuǎn)箱等，其中食品抗菌包裝薄膜是應(yīng)用的。



對包裝薄膜基材的要求



制備食品抗菌包裝薄膜有很多種方法。一種是將抗菌劑制成抗菌母粒，通過抗菌劑或抗菌母粒和樹脂單層擠出或流涎制備而得，也可以通過作為表面層和別的層共同擠出形成抗菌復(fù)合膜。還有一種是通過將抗菌劑涂敷或者蒸鍍在樹脂薄膜上而得。



對于抗菌母粒制得的抗菌薄膜來說，由于膜本身厚度薄，因此要求抗菌粒子的粒徑較小，并由比較窄的粒徑分布或采用能夠溶解在樹脂中的有機(jī)抗菌劑。一般抗菌劑或抗菌母粒的加入對薄膜力學(xué)性能影響不是很明顯，對薄膜的印刷性能也無不利影響。但對部分薄膜的阻隔性能有一定的影響，所以選擇抗菌劑和抗菌母粒時要注意抗菌劑和抗菌母粒的加入對薄膜的性能的影響狀況，選擇合適的抗菌劑，以保證包裝的性能符合使用要求。一般選用的包裝材料有LDPE、LLDPE、EVA、纖維素膜、可食用薄膜等。



對于將抗菌劑涂敷或蒸鍍到薄膜上的方法來說，不同的塑料自身阻隔性能差距很大，如果涂敷和鍍膜過程中基材末受到破壞的話，它仍能影響zui終產(chǎn)品的質(zhì)量。塑料薄膜表面的表面性能、表現(xiàn)極性、表面粗糙度、表面含氧、氮原子的百分比會影響薄膜與抗菌劑的粘結(jié)強(qiáng)度，從而影響抗菌性能。另外，在將抗菌劑涂敷或蒸鍍到薄膜上之前，應(yīng)該預(yù)先對薄膜基材表面進(jìn)行預(yù)處理，改善其表面陸能，提高結(jié)合力。用于涂敷或蒸鍍的包裝薄膜基材一般有PET、PA、PVC、BOPP、LDPE等。



食品抗菌包裝薄膜除了滿足商品包裝本身需要的力學(xué)性能、印刷性能、展示性能等包裝材料必須具有的性能外，世界各國對用于食品類物品包裝材料的衛(wèi)生性能都有很高的要求。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB－9687規(guī)定了用于食品包裝材料的衛(wèi)生要求，要求材料色澤正常、無異味、無異嗅、無異物，并在蒸發(fā)殘?jiān)?消耗量、重金屬含量、脫色實(shí)驗(yàn)等方面符合相應(yīng)要求。美國FDA就食品包裝材料的組成、添加劑規(guī)格、使用條件、溶出要求、食品包裝材料溶出物慢性毒性實(shí)驗(yàn)要求、亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)要求等也做出了具體的規(guī)定。



不同類型的食品抗菌包裝薄膜



1． 無機(jī)抗菌劑薄膜



無機(jī)抗菌劑是利用銀、銅、鋅、鈦等金屬及其離子的，殺菌和抑菌能力制得的抗菌劑。上世紀(jì)80年代初，日本科學(xué)家開始將銀化合物直接添加到樹脂中，用無機(jī)抗菌劑制成了抗菌塑料薄膜。



抗菌機(jī)理：由于無機(jī)抗菌劑屬于溶出接觸型抗菌劑，因此無機(jī)抗菌劑薄膜的抗菌作用是被動的。目前對金屬離子的抗菌作用機(jī)理有兩種解釋。



一種是接觸反應(yīng)機(jī)理。無機(jī)抗菌劑薄膜中的金屬離子接觸到微生物，使微生物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞，造成微生物死亡或產(chǎn)生功能障礙。



一種是活性氧機(jī)理。無機(jī)抗菌劑薄膜表面分布的微金屬離子能夠吸收環(huán)境中的能量，激活吸附在包裝膜表面的空氣和水中的氧，產(chǎn)生羥自由基和活性氧離子，它們具有很強(qiáng)的氧化還原能力，能夠破壞細(xì)菌細(xì)胞的繁殖能力，抑制或殺滅細(xì)菌，產(chǎn)生抗菌效果。



無機(jī)抗菌劑薄膜的應(yīng)用。目前，用于食品包裝薄膜的無機(jī)抗菌劑不多，據(jù)報道，美國Sgnge　Group研制生產(chǎn)的APACIAER抗菌劑是一種載銀羥基磷灰石，被廣泛用于食品包裝。此外，由于銀具有很好的殺菌能力，將氧化銀或銀通過真空鍍膜鍍在PET膜上，用來作為食品的包裝材料。



2． 有機(jī)抗菌劑薄膜



抗菌機(jī)理：有機(jī)抗菌劑的主要作用機(jī)理是通過和微生物細(xì)胞膜表面陰離子結(jié)合逐漸進(jìn)入細(xì)胞，或與細(xì)胞表面的巰基等集團(tuán)反應(yīng)，破壞蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜的合成系統(tǒng)，抑制微生物的繁殖。



有機(jī)抗菌劑薄膜的應(yīng)用。目前，美國邁克公司生產(chǎn)的TBZ(2－苯并咪唑)、Akcros Chemical公司生產(chǎn)的OBPA、Ciba公司生產(chǎn)的IRGAGUARD等都通過了美國FDA認(rèn)證，用于食品包裝的有機(jī)抗菌劑，可添加到樹脂中制成食品抗菌包裝薄膜。



3． 光催化型無機(jī)抗菌劑薄膜



抗菌機(jī)理：目前的光催化型抗菌劑主要是TiO2，在光作用下在表面可以產(chǎn)生大量的羥基自由基和氧自由基，這兩種自由基具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，能使各種微生物發(fā)生有機(jī)分解，因而具有抗菌性能。



光催化型無機(jī)抗菌劑薄膜的應(yīng)用．自從1995年光催化制劑在日本面市，目前的一個廣泛應(yīng)用領(lǐng)域就是食品包裝。



4． 天然和高分子抗菌劑薄膜



其他的抗菌劑薄膜還有天然抗菌劑薄膜和高分子抗菌劑薄膜。它們的抗菌機(jī)理都是通過分子鏈上的電荷與微生物作用，從而抑制微生物繁殖，起到抗菌作用。目前用于食品包裝的主要有殼聚糖、山梨酸、姜黃根醇。



5． 復(fù)合化抗菌劑薄膜



復(fù)合化抗菌劑薄膜的效果主要體現(xiàn)在以下方面：延長抗菌周期；低濃度時即可產(chǎn)生抗菌性能；拓寬抗菌譜，比任何單一抗菌劑薄膜抑制更多的微生物。



目前用于食品包裝的復(fù)合化抗菌劑還沒有報道，但在日本市場上出現(xiàn)了有機(jī)抗菌劑三嗪類防霉劑與吡啶類抗菌劑復(fù)合而成的復(fù)合抗菌劑三嗪類抗菌劑，它的抗菌作用提高了3—4倍。國內(nèi)海爾科化工程塑料國家工程研究中心開發(fā)的有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑復(fù)合的抗菌劑，克服了KFHS系列抗菌劑功能單一的問題。另外，在食品包裝薄膜中可以將納米TiO2添加到無機(jī)銀系抗菌劑中，解決銀系抗菌劑抗菌效果緩慢的問題。



各種抗菌薄膜都有它們的優(yōu)缺點(diǎn)，文后附表總結(jié)了它們的特點(diǎn)。



食品抗菌包裝薄膜展望



　食品抗菌包裝是食品活性包裝中zui有前途的一部分。一些食品經(jīng)殺菌進(jìn)行無菌包裝或者真空包裝后，在運(yùn)輸過程中食品的包裝破損或者是開封后再儲藏，就很難達(dá)到原有的無菌效果了。在這種情況下，選擇抗菌薄膜包裝是zui有益的，它能不

斷釋放抗菌劑來抑制微生物的生長，保證食品的安全，延長食品的貨架壽命。



食品抗菌包裝薄膜正處于發(fā)展初期，仍存在一些值得關(guān)注的問題：



1． 食品抗菌包裝薄膜的安全性。在應(yīng)用之前，應(yīng)該通過試驗(yàn)看其抗菌劑是否會轉(zhuǎn)移到食品中。目前出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，例如對包裝薄膜材料進(jìn)行UV激態(tài)原子激光輻射處理、對基材樹脂分子鏈進(jìn)行修飾、抗菌劑功能團(tuán)等。這些技術(shù)都可能解決抗菌包裝薄膜的安全問題，有極為廣泛的應(yīng)用前景。



2． 食品抗菌包裝薄膜的多功能性。開發(fā)一些既可以抗菌，又可以改善食品色、香、味的包裝，或者是一些指示性包裝。解決這些問題，將會為食品包裝材料開辟一個更為廣闊的領(lǐng)域。