食品包裝抗菌保鮮膜應用研究

　　隨著人們對健康和身體保健的關注，希望食品加工中盡量減少化學添加劑。這對從加工產地流通到銷售市場的食品儲存的安全和質量提出新的挑戰，要求出售的食品不但新鮮且容易儲存。

　　當前隨著加工、運輸、貯存一體化技術的大規模發展，商品的流通擴展到世界各地。因此食品的保存不僅需要維持一定的貨架壽命，而且還需要營養新鮮。對于用薄膜包裝食品，若在膜中加入抗菌劑，能有效地抑制食品表面的微生物生長，且不需要低溫冷藏技術。這樣既可以節省能源，也可降低食品的銷售成本。

　　1 食品包裝抗菌膜的類型

　　1)熱壓抗菌膜。在成膜時將抗菌劑添加到包裝薄膜中，使抗菌劑和薄膜結合為一體。所用的抗菌劑必須能承受高溫，在加熱到高分子的熔融狀態時抗菌劑不會分解而失效。制備復合型抗菌膜，膜的最外層必須是高阻隔性材料，才能使釋放出的抗菌劑不“溢出”密封的包裝體系。

　　2)涂布抗菌膜。將抗菌劑涂刷在包裝膜材料上，包裝材料成為抗菌劑的載體。

　　3)可食性涂層抗菌膜。由多糖、蛋白質和脂質物質制備而成，能生物降解、可食，具有生物相容性、外表美觀、阻隔氧氣的優點。例如用含有有機酸的藻酸鹽涂覆牛肉表面實現牛肉的抗菌保鮮。

　　4)天然高分子抗菌膜。將pediocin或者nisin固定在纖維素膜上制成的抗菌膜，能夠完全抑制單細胞的李斯特氏細菌，這種技術已經實現了工業化。

　　2 抗菌包裝體系

　　“活性包裝”(active packaging)最初是歐洲(fair—project ct98—4170)定義的，其活性含義包括具有以下功能：抗菌、除氧、除濕，除乙烯、乙醇等氣味。

　　抗菌包裝是活性包裝的一種形式，抗菌包裝系統可分為如下幾類。

　　2.1外包裝/內裝食品的體系

　　固體或者低粘度的液體食品直接與包裝材料接觸，例如熟食肉制品和真空包裝的食品。食品與外包裝之間沒有頂部空間，在此包裝體系中，抗菌劑直接添加在薄膜中;在擠出機中共擠時加入抗菌劑，缺點是抗菌劑不在膜的表面，不能完全發揮作用，并且會降低薄膜的透明度，改進的方法是采用多層膜，使抗菌劑在最內層(熱封層)，但是要考慮抗菌劑的熱穩定性和與包裝材料的相容性。

　　2.2外包裝/包裝內食品頂部的空間/食品體系

　　此體系適于軟包裝例如杯子或者紙盒包裝的食品。加入的高活性抗菌劑在頂部空間進行擴散，不僅殺滅食品表面的細菌，而且抑制包裝空間中的微生物。體系中的抗菌劑位于頂部空間，不和食品直接接觸，使得抗菌劑不易擴散進入食品中，保障食品的安全衛生。

　　2.3抗菌劑固定在包裝材料上

　　把抗氧化劑或者防腐劑甚至功能性基團(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，適于表面比較容易腐敗的食品。所用的抗菌劑可以是非食品等級的，也不要求具有揮發性。這樣選用抗菌劑的范圍就擴大了，根據所包的食品的要求選用需要的抗菌劑。

　　2.4“控制釋放理論”模型體系

　　該理論主要應用在藥品的緩釋研究上，滲透劑擴散到藥的“硬殼”溶脹分解大分子然后釋放藥到外部的液體溶劑中。在食品包裝上也出現控制釋放的研究，抗菌劑從膨脹型薄膜中釋放的動力學的原理是：水進入薄膜后，薄膜中的抗菌劑就會從薄膜進入水中，用此法模擬抗菌劑在食品中釋放的動力學模型。對于膨脹型薄膜，建立釋放抗菌劑的數學模型包括兩個部分，水的吸收動力學和抗菌劑從膜體中釋放動力學。水的吸收動力學是通過定期稱重來表征的，即表征“溶脹動力學”直到達到平衡，溶脹結束;活性抗菌劑釋放動力學是用高性能液相色譜法進行測量。

　　2.5直接在食品中添加抗菌劑

　　將尼生素(nisin)等fda允許在食品中使用的抗菌劑直接加入食品中，其被列為食品添加劑。

　　3 歐盟關于抗菌包裝的法規

　　活性抗菌物質(由一種或者多種物質組成)通過化學或生化的方式來破壞、阻止、抑制控制有害物質的量。活性物質要應用在與食品接觸的包裝材料上，必須要保證其安全性：1)遷移的發生機率只是偶然存在的;2)對食品的保護不同于防腐劑的作用;3)既要除掉與食品接觸的包裝材料表面的細菌，也要殺滅抑制活性物質起作用的微生物;4)加入的物質不能影響食品的衛生性。如果不滿足2)，則認為是“直接添加的食品添加劑”;5)加入的抗菌劑不可避免會遷入到食品中，要對遷入食品的量進行控制。

　　當然很難有一個嚴格的界限來證明抗菌劑只是在包裝材料上起抗菌作用而對食品沒有影響。可以把材料想象成一個“蓄水池”，不斷流出“物質”作用于與包裝材料相接觸的食品。抗菌膜對食品的抗菌作用：抗菌劑緩慢釋放到抗菌膜的最內層，膜的內層上聚集的抗菌劑與食品表面作用實現抗菌，把添加劑直接加到食品中，很快微生物大量減少，但沒有長期效用。抗菌劑的釋放也要很好的控制，否則會對食品產生危害。

　　關于抗菌包裝的相關法規，沒有現成的標準可以參考，目前大部分研究還都處于理論研究和實驗室研究階段，還不能實現真正意義上的工業化，在不遠的未來，成功實現大規模的產業化生產，需要進一步制定專門的抗菌包裝法規。