最火食品包装的抗菌保鲜膜的应用研究上

食品包装的抗菌保鲜膜的应用研究(上)

[摘要] 介绍了抗菌保鲜膜的研究理论及对其性能的改进和应用，其中包括抗菌膜的类型，抗菌理论模型，食品级的抗菌试剂，以及抗菌包装的法规，最后介绍在抗菌膜应用中的一种新的研究方法。

关键词：食品包装；抗菌保鲜膜；理论模型；抗菌剂；包装法规

随着人们对健康和身体保健的关注，希望食品加工中尽量减少化学添加剂。这对从加工产地流通到销售市场的食品储存的安全和质量提出新的挑战，要求出售的食品不但新鲜且容易储存。当前随着加工、运输、贮存一体化技术的大规模发展，商品的流通扩展到世界各地。因此食品的保存不仅需要维持一定的货架寿命，而且还需要营养新鲜。对于用薄膜包装食品，若在膜中加入抗菌剂，能有效地抑制食品表面的微生物生长，且不需要低温冷藏技术。这样既可以节省能源，也可降低食品的销售成本。

1 食品包装抗菌膜的类型

1)热压抗菌膜。在成膜时将抗菌剂添加到包装薄膜中，使抗菌剂和薄膜结合为一体。所用的抗菌剂必须能承受高温，在加热到高分子的熔融状态时抗菌剂不会分解而失效。制备复合型抗菌膜，膜的最外层必须是高阻隔性材料，才能使释放不同系列的实验机出的抗菌剂不“溢出”密封的包装体系。

2)涂布抗菌膜。将抗菌剂涂刷在包装膜材料上，包装材料成为抗菌剂的载体。

3)可食性涂层抗菌膜。由多糖、蛋白质和脂质物质制备而成，能生物降解、可食，具有生物相容性、外表美观、阻隔氧气的优点。例如用含有有机酸的藻酸盐涂覆牛肉表面实现牛肉的抗菌保鲜。

4)天然高分子抗菌膜。将pediocin或者nisin固定在纤维素膜上制成的抗菌膜，能够完全抑制单细胞的李斯特氏细菌，这种技术已经实现了工业化。

2．抗菌包装体系

“活性包装”(active packaging)最初是欧洲(FAIR—project CT98—4170)定义的，其活性含义包括具有以下功能：抗菌、除氧、除湿，除乙烯、乙醇等气味。

抗菌包装是活性包装的一种形式，抗菌包装系统可分为如下几类。

2．1 外包装／内装食品的体系

固体或者低粘度的液体食品直接与包装材料接触，例如熟食肉制品和真空包装的食品。食品与外包装之间没有顶部空间，在此包装体系中，抗菌剂直接添加在薄膜中；在挤出机中共挤时加入抗菌剂，缺点是抗菌剂不在膜的表面，不能完全发挥作用，并且会降低薄膜的透明度，改进的方法是采用多层膜，使抗菌剂在最内层(热封层)，但是要考虑抗菌剂的热稳定性和与包装材料的相容性。

2．2 外包装／包装内食品顶部的空间／食品体系

此体系适于软包装例如杯子或者纸盒包装的食品。加入的高活性抗菌剂在顶部空间进行扩散，不仅杀灭食品表面的细菌，而且抑制包装空间中的微生物。体系中的抗菌剂位于顶部空间，不和食品直接接触，使得抗菌剂不易扩散进入食品中，保障食品的安全卫生。

2．3 抗菌剂固定在包装材料上

把抗氧化剂或者防腐剂甚至功能性基团(如胺基)固定在高分子材料上，有效的抑制食品表面的微生物，适于表面比较容易腐败的食品。所用的抗菌剂可以是非食品等级的，也不要求具有挥发性。这样选用抗菌剂的范围就扩大了，根据所包的食品的要求选用需要的抗菌剂。

2．4 “控制释放理论”模型体系

该理论主要应用在药品的缓释研究上，渗透剂扩散到药的“硬壳”溶胀分解大分子然后释放药到外部的液体溶剂中。在食品包装上也出现控制释放的研究，抗菌剂从膨胀型薄膜中释放的动力学的原理是：水进入薄膜后，薄膜中的抗菌剂就会从薄膜进入水中，用此法模拟抗菌剂在食品中释放的动力学模型。对于膨胀型薄膜，建立释放抗菌剂的数学模型包括两个部分，水的吸收动力学和抗菌剂从膜体中释放动断裂伸长率是塑料薄膜在1定方向上（纵/横向）力学。水的吸收动力学是通过定期称重来表征的，即表征“溶胀动力学”直到达到平衡，溶胀结束；活性抗菌剂释放动力学是用高性能液相色谱法进行测量。

2．5 直接在食品中添加抗菌剂

将尼生素(nisin)等FDA允许在食品中使用的抗菌剂直接加入食品中，其被列为食品添加剂。

3 在食品包装上应用的抗菌剂

3．1 山梨酸钾

抗菌剂在薄膜中的扩散性和抗菌性的关系是：抗菌剂扩散越慢，薄膜的抗菌效果越好。山梨酸钾在生物薄膜中渗透性低，利用甲基纤维素作为山梨酸钾抗菌剂的载体，可制备性能优异的抗菌薄膜。在PEMA中加入安息香酸和山梨酸，可制成抗菌效果良好的抗菌薄膜。

3．2 尼生素(nisin)

nisin是一种天然抗菌剂，是核蛋白体合成的缩氨酸，含有特殊的氨基酸和羊毛硫氨酸。nisin具有光谱抗菌选择正确的铝合金电缆连接解决方案才是终究体现铝合金电缆利用价值的根本所在性，能抑制食品产生微生物病原体，对抑制梭菌和肉毒杆菌的生长有特别的效果，可应用在牛奶、鸡蛋、蔬菜、鱼、肉、饮料、谷物产品的抗菌上。但nisin是选择性革兰氏阴性细菌，对革兰氏阳性细菌不起作用。乙二胺四乙酸(EDTA)是一种螯合剂，能作用于不会向药物溶液中释放金属离子革兰氏阳性细菌，把EDTA与nisin螯合后制备上述薄膜，能够增强nisin杀灭革兰氏阳性细菌的效果。