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国内外食品活性抗/杀菌包装材料的研究进展及发展趋势


现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2025/4/25 6:49:23 关注:29 评论: 我要投稿

  抗/杀菌包装种类繁多,是目前活性包装领域的一个研究热点。它是将具有抗/杀菌的活性组分,如二氧化硫、二氧化氯、乙醇、壳聚糖、Nisin、动植物精油、生物抑菌制剂等组分,添加到薄膜结构中使其具有一定的活性,达到抑制食品包装内细菌滋生和延长货架期的目的。
  01、
  乙醇杀菌包装
  乙醇是一种理想的食品杀菌剂,日本研制出一种乙醇杀菌袋,由纸与乙烯醋酸乙烯酯共聚物积层材料制成,内装食品级乙醇(质量分数为55%)、水分(质量分数为10%)及二氧化硅粉末(质量分数为35%)。乙醇蒸汽可控制10种霉菌、15种细菌及3种致腐败的酵母菌。
  02、
  二氧化氯杀菌包装
  二氧化氯具有有效的杀菌活性及漂白作用,被美国食品药品监督管理局批准添加到食品包装材料上。
  03、
  二氧化硫杀菌包装
  二氧化硫常被用来抑制葡萄霉菌的生长,用于葡萄储藏的真菌杀菌剂,由快速释放系统和慢速系统组成,释放少量的二氧化硫对新鲜葡萄的贮藏非常有利。
  李东立等人研发的葡萄智能缓释杀菌保鲜包装材料,其具有专利技术的含双组分保鲜剂材料配方,能够根据所包装保鲜葡萄等水果的呼吸和腐烂情况,智能调节二氧化硫的释放量,经权威机构检测未检出药剂残留,起到了长效保鲜的效果,葡萄能够保鲜75~100 d,好果率超过90%。该保鲜薄膜在低温条件下对冬枣、樱桃、荔枝和石榴都具有较好的长效保鲜效果。
  04、
  金属离子杀菌包装
  金属离子抗菌剂是以离子状态存在的银、铜和锌,通过离子交换或直接合成,以制剂的形式与载体结合。锌离子和银离子在抗菌薄膜中的含量很低,必须制成含银、锌的有效载体,再加入到包装材料中。由于银或铜等金属离子与细菌或霉菌的活性酶中心有很强的结合能力,因而具有抗菌保鲜作用。阿克苏诺贝尔和BioCote联合开发的银离子抗菌涂层,可以达到较好的灭菌和保鲜效果。
  05、
  尼生素杀菌包装
  生物分泌物细菌素主要包括尼生素、乳链球菌素、乳酸片球菌索和丙酸菌素。其中尼生素是普遍采用的食品杀菌剂,尼生素可抑制鼠伤寒沙门氏菌、热杀索氏菌、单增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌。
  另外,大量试验结果表明,尼生素的不同混合物具有不同的抗菌作用,如尼生素和乳链球菌素在聚酰胺/低密度聚乙烯中抑制单增生李斯特菌和黄色微球菌。尼生素还可以与柠檬酸、月桂酸、乳酸片球菌素等混用起到杀菌作用。
  06、
  天然高分子杀菌包装
  壳聚糖是具有抗菌活性的天然聚合体,具有良好的抗菌活性。壳聚糖及其衍生物是制备抗菌膜的优良材料,一直是包装材料研究的热点。J.Duan等人开发了一种由壳聚糖和溶菌酶组成的抗菌膜,其中溶菌酶的质量分数为60%。通过奶酪保鲜的实验可知,它对大肠杆菌、单增李斯特菌、磷光假单胞菌等具有良好的抑制作用。
  以色列OPLON公司正与REYNOLDS Group进行合作,生产的杀菌涂层由安全的生物材料构成(如虾皮),并与纳米技术结合,以期在杀菌包装上有所突破。他们希望采用涂料聚合电解质的方法,在聚合物基质上创建电场与液体接触,以破坏细胞膜,这种杀菌包装无毒、便宜。
  J.Sangsuwana等人 研究了壳聚糖抗菌膜对水果的保存效果,在壳聚糖/甲基纤维素膜中加入香兰素之后,对鲜切菠萝中的大肠杆菌和酿酒酵母都有很好的抑制作用,而且可以降低鲜切菠萝的呼吸速率和乙醇的产生量。此外,这种抗菌膜还具有良好的保湿效果,能较好地保留菠萝的颜色,但会使维生素C损失严重。
  同时一些研究认为,并不是所有的壳聚糖都具有抗菌活性,只有分子量在一定范围内的壳聚糖物质才有抗菌性。
  07、
  植物、动物精油杀菌包装
  近年来,植物和动物精油用于杀菌包装材料的研究受到广大科研工作者的青睐。华中农业大学的李斌等人在魔芋胶与结冷胶的混合膜中添加了乳链球菌钛并进行相关实验,结果表明抗菌效果与混合膜中的结冷胶含量成正相关,并推测结冷胶的存在有利于乳链球菌钛的释放。
  S.Flores等人研制了一种由山梨酸钾和木薯淀粉组成的可食用抗菌膜,并进一步探讨了不同条件下山梨酸钾从包装膜到食品的扩散情况。
  L.Gutiirrez等人将肉桂精油固定在30 ?m厚的微孔聚丙烯薄膜上,用于保存焙烤食品,将其货架期提高了3~10d。
  J.Miltz等人将皮隔膜蛋白K4K20-S4与玉米淀粉的混合物涂在厚度为80 μm的聚乙烯热收缩膜上用于保存鲜黄瓜,实验表明这种抗菌膜对霉菌和好氧菌有很好的抑制效果。将牛至精油、壳聚糖、环糊精配成混合液涂布于瓦楞纸板表面,研究涂布量对青霉、腐霉、交链孢霉、灰霉的熏蒸抑菌活性,结果表明抑菌活性随着牛至精油涂布量的增多而增强,牛至精油使用量大于3.04 g/m2时,瓦楞纸板对4种霉菌具有完全抑制作用啊。
  Fenugreen公司的freshpaperTM技术是在纸张上涂防腐抗菌的涂层(比如迷迭香),通过激活沉积在薄膜或纸张上的防腐涂层,使水果和蔬菜新鲜期提升2~4倍。
  08、
  多种杀菌方法结合包装
  抗菌包装可以与其他抗菌方法共同作用,如对包装材料的聚合物进行辐射处理或气流喷射等方法处理,使包装材料具有抗菌活性,有利于更好地保存食品。
  J.Han等人研究了涂有抗菌物质的低密度聚乙烯/聚酰胺膜在致电离辐射剂量下的各种变化,所选择的抗菌物质有山梨酸、香芹酚、反式肉桂醛、麝香草酚、迷迭香油等。将抗菌物质涂在低密度聚乙烯内侧后进行干燥,这些物质经电离辐射处理后都保持着抗菌活性。
  辐射处理和抗菌物质都没有影响膜的抗张强度,反而使膜变得更加有韧性,而且具有更好的隔湿性,也没有改变对氧的渗透性。
  该研究的意义在于可以将抗菌活性包装和辐射杀菌结合起来,抗菌包装内食品表面的微生物会受到抗菌物质的抑制,变得对辐射敏感,此时采用较低剂量的照射,可起到杀菌作用,从而避免高剂量辐射对食品品质和安全性的影响。
  Cohen等人通过研究表明,紫外激态原子激光在空气中在波长为193nm的条件下辐射尼龙膜和其他织品,可导致10%的酰胺基转化为具有抗菌活性的胺基。
  李东立等人研发的水蜜桃专用保鲜袋--自气调活性包装薄膜,可以在室温条件下,将无锡九成熟的水蜜桃货架期从裸放2d延长至8 d,具有明显的保鲜效果。
  随着人们生活水平的提高,产品物流供应链的延长,以及消费者对食品品质和安全的日益重视,对食品包装提出了更高的要求,这为活性包装和智能包装标签未来的应用提供了广阔的市场空间。
  来源:天津科技大学,作者丨许文才,付亚波,李东立,刘鹏
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文章来源:天津科技大学     文章编辑:一米优讯     
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