食品包裝抗菌保鮮膜應(yīng)用研究

　　隨著人們對(duì)健康和身體保健的關(guān)注，希望食品加工中盡量減少化學(xué)添加劑。這對(duì)從加工產(chǎn)地流通到銷售市場(chǎng)的食品儲(chǔ)存的安全和質(zhì)量提出新的挑戰(zhàn)，要求出售的食品不但新鮮且容易儲(chǔ)存。

　　當(dāng)前隨著加工、運(yùn)輸、貯存一體化技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展，商品的流通擴(kuò)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(yíng)養(yǎng)新鮮。對(duì)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(zhǎng)，且不需要低溫冷藏技術(shù)。這樣既可以節(jié)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(shí)將抗菌劑添加到包裝薄膜中，使抗菌劑和薄膜結(jié)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(tài)時(shí)抗菌劑不會(huì)分解而失效。制備復(fù)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(zhì)和脂質(zhì)物質(zhì)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(yōu)點(diǎn)。例如用含有有機(jī)酸的藻酸鹽涂覆牛肉表面實(shí)現(xiàn)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(xì)胞的李斯特氏細(xì)菌，這種技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)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(tǒng)可分為如下幾類。

　　2.1外包裝/內(nèi)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(méi)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(jī)中共擠時(shí)加入抗菌劑，缺點(diǎn)是抗菌劑不在膜的表面，不能完全發(fā)揮作用，并且會(huì)降低薄膜的透明度，改進(jìn)的方法是采用多層膜，使抗菌劑在最內(nèi)層(熱封層)，但是要考慮抗菌劑的熱穩(wěn)定性和與包裝材料的相容性。

　　2.2外包裝/包裝內(nèi)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(jìn)行擴(kuò)散，不僅殺滅食品表面的細(xì)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(kuò)散進(jìn)入食品中，保障食品的安全衛(wèi)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(tuán)(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(jí)的，也不要求具有揮發(fā)性。這樣選用抗菌劑的范圍就擴(kuò)大了，根據(jù)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(yīng)用在藥品的緩釋研究上，滲透劑擴(kuò)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(xiàn)控制釋放的研究，抗菌劑從膨脹型薄膜中釋放的動(dòng)力學(xué)的原理是：水進(jìn)入薄膜后，薄膜中的抗菌劑就會(huì)從薄膜進(jìn)入水中，用此法模擬抗菌劑在食品中釋放的動(dòng)力學(xué)模型。對(duì)于膨脹型薄膜，建立釋放抗菌劑的數(shù)學(xué)模型包括兩個(gè)部分，水的吸收動(dòng)力學(xué)和抗菌劑從膜體中釋放動(dòng)力學(xué)。水的吸收動(dòng)力學(xué)是通過(guò)定期稱重來(lái)表征的，即表征“溶脹動(dòng)力學(xué)”直到達(dá)到平衡，溶脹結(jié)束;活性抗菌劑釋放動(dòng)力學(xué)是用高性能液相色譜法進(jìn)行測(cè)量。

　　2.5直接在食品中添加抗菌劑

　　將尼生素(nisin)等f(wàn)da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(guān)于抗菌包裝的法規(guī)

　　活性抗菌物質(zhì)(由一種或者多種物質(zhì)組成)通過(guò)化學(xué)或生化的方式來(lái)破壞、阻止、抑制控制有害物質(zhì)的量。活性物質(zhì)要應(yīng)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(fā)生機(jī)率只是偶然存在的;2)對(duì)食品的保護(hù)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(xì)菌，也要?dú)缫种苹钚晕镔|(zhì)起作用的微生物;4)加入的物質(zhì)不能影響食品的衛(wèi)生性。如果不滿足2)，則認(rèn)為是“直接添加的食品添加劑”;5)加入的抗菌劑不可避免會(huì)遷入到食品中，要對(duì)遷入食品的量進(jìn)行控制。

　　當(dāng)然很難有一個(gè)嚴(yán)格的界限來(lái)證明抗菌劑只是在包裝材料上起抗菌作用而對(duì)食品沒(méi)有影響。可以把材料想象成一個(gè)“蓄水池”，不斷流出“物質(zhì)”作用于與包裝材料相接觸的食品。抗菌膜對(duì)食品的抗菌作用：抗菌劑緩慢釋放到抗菌膜的最內(nèi)層，膜的內(nèi)層上聚集的抗菌劑與食品表面作用實(shí)現(xiàn)抗菌，把添加劑直接加到食品中，很快微生物大量減少，但沒(méi)有長(zhǎng)期效用。抗菌劑的釋放也要很好的控制，否則會(huì)對(duì)食品產(chǎn)生危害。

　　關(guān)于抗菌包裝的相關(guān)法規(guī)，沒(méi)有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)可以參考，目前大部分研究還都處于理論研究和實(shí)驗(yàn)室研究階段，還不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的工業(yè)化，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，成功實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，需要進(jìn)一步制定專門的抗菌包裝法規(guī)。