[摘要] 介紹了抗菌保鮮膜的研究理論及對(duì)其性能的改進(jìn)和應(yīng)用，其中包括抗菌膜的類型，抗菌理論模型，食品級(jí)的抗菌試劑，以及抗菌包裝的法規(guī)，最后介紹在抗菌膜應(yīng)用中的一種新的研究方法。

    關(guān)鍵詞：食品包裝；抗菌保鮮膜；理論模型；抗菌劑；包裝法規(guī)

    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 在食品包裝上應(yīng)用的抗菌劑

3．1 山梨酸鉀

    抗菌劑在薄膜中的擴(kuò)散性和抗菌性的關(guān)系是：抗菌劑擴(kuò)散越慢，薄膜的抗菌效果越好。山梨酸鉀在生物薄膜中滲透性低，利用甲基纖維素作為山梨酸鉀抗菌劑的載體，可制備性能優(yōu)異的抗菌薄膜。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是一種天然抗菌劑，是核蛋白體合成的縮氨酸，含有特殊的氨基酸和羊毛硫氨酸。nisin具有光譜抗菌性，能抑制食品產(chǎn)生微生物病原體，對(duì)抑制梭菌和肉毒桿菌的生長(zhǎng)有特別的效果，可應(yīng)用在牛奶、雞蛋、蔬菜、魚(yú)、肉、飲料、谷物產(chǎn)品的抗菌上。但nisin是選擇性革蘭氏陰性細(xì)菌，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌不起作用。乙二胺四乙酸(EDTA)是一種螯合劑，能作用于革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，把EDTA與nisin螯合后制備上述薄膜，能夠增強(qiáng)nisin殺滅革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的效果。