人們對食品健康與安全的要求不斷提高，食（shí）品保鮮與防腐（fǔ）已成為現代食品工業的重點發展方向（xiàng）。在這（zhè）一（yī）需要驅動下，抗菌包裝（zhuāng）技（jì）術得到了迅速發展（zhǎn），在延長食品（pǐn）貨架期、保（bǎo）證食品質量和感官品質方麵效果顯著。

抗菌包裝簡（jiǎn）介

抗菌包裝作為活（huó）性包裝的重要分支，是（shì）將抗菌物質添加至包裝中形成的一種新的包裝係統。二者結合方（fāng）式多樣靈活，如可將抗（kàng）菌劑直接加入包裝材料中（zhōng），或在包裝表麵包覆或吸附抗菌劑、或采用本身具有抗菌作用（yòng）的包裝材料，或通過離子鍵/共價（jià）鍵將抗菌劑固化在包（bāo）材表麵，或采用抗菌獨立小包等形式，都（dōu）能（néng）達到延長微生物停滯期、減緩微生物生長速度、減少微生（shēng）物（wù）成（chéng）活數量的抑菌防腐作用。抗（kàng）菌包（bāo）裝的發展，為食品保（bǎo）鮮提供了新的（de）方法（fǎ），在一定程度上降低了對食品防腐劑的依賴。

抗（kàng）菌劑是抗菌包裝係統的核心。根據性質種類，可分為無機抗菌劑、有機（jī）抗菌（jun1）劑和天然抗菌劑三種。在實際應用中，抗菌包裝的作用機理也（yě）因抗菌劑的不同而有所差異：吸收型抗菌包裝利用氧氣吸收（shōu）劑抑製微生物繁（fán）殖的；固化型抗菌包裝將抗菌劑固化（huà）在包材表麵通過與食物結（jié）接（jiē）觸滅菌；釋放型抗菌包裝利用抗（kàng）菌氣體防腐。相比（bǐ）之（zhī）下，第（dì）三種（zhǒng）抗（kàng）菌包裝形式憑借氣體的揮發逸散性能實現包裝內各角落的滅菌，其抗菌效果的徹底性明顯優（yōu）於前兩種形式。

三種氣態抗菌劑抗（kàng）菌原理及效果分析

釋放型抗菌包裝是將抗菌氣（qì）體生成劑加入包裝材（cái）料中或製成獨立香囊/襯墊置入密封包裝內部的一種（zhǒng）抗菌包裝形式，乙醇、二氧化硫、二氧化氯是常用的氣態抗菌劑。

早在20世紀70年代（dài），日本已（yǐ）經開始使用乙醇作為食品抗菌劑應用於（yú）醬（jiàng）油、調料、醃菜（cài）等，發展（zhǎn）至今，乙醇憑借其較強的滲透力和殺菌力成為（wéi）一種非常理（lǐ）想的食品抗菌劑。其抗菌機理主要表現在三個層麵：（1）乙醇分子會與菌體的細胞膜相互作用，弱化（huà）其對細胞質的滲透作用，導致細胞質的滲透（tòu）與泄漏不平衡，引起細（xì）菌的新陳代謝障礙；（2）乙醇分子與菌體蛋白質分子的肽鏈環節反應，使其變（biàn）性；（3）乙（yǐ）醇的（de）溶菌（jun1）作用，濃度越高其毒性越大。

SO₂是一種酸性氧化物，遇水生成亞硫酸，這種二元中強酸分子進（jìn）入微生物細胞內，改變了微生物原生質的PH值，造（zào）成原生質（zhì）與核酸分（fèn）解而使微生（shēng）物致死，因而SO₂也是一種（zhǒng）強烈的殺（shā）菌劑。當SO₂作（zuò）為抗菌包裝的殺菌劑使用（yòng）時（shí），既可將SO₂發生劑（jì）（如焦亞硫酸鈉等）添加到（dào）包裝材（cái）料之中製成控釋抗菌包裝，也（yě）可做（zuò）成獨立小包（bāo）置入密封包裝中。需要注意（yì）的是，二（èr）氧化硫氣體具有刺激的化學氣味。

二氧化氯為公認為高效光譜（pǔ）的殺菌劑，在抗菌包裝體係（xì）中，主要采用合成樹脂、吸水性強的樹脂（zhī）聚丙烯酸等材料吸附二氧化氯水溶液製成固體（tǐ）二氧化氯發生劑，封裝（zhuāng）為（wéi）獨立小袋中置入密封包裝內，在緩慢釋放低濃（nóng）度二氧化氯氣體（tǐ）的過程中實現滅菌效果。其滅菌作用來源於其強大的氧化能力，能迅速氧化、破壞病毒蛋白質衣殼中的酪（lào）氨酸，使細菌微生（shēng）物蛋白質（zhì）的部分氨基酸氧化還原分解，控製其蛋白質的（de）合成，促（cù）進其（qí）加速死亡。采用二氧化氯的（de）滅（miè）菌包裝相對與（yǔ）其他傳統殺菌方（fāng）式，具有（yǒu）很多（duō）獨特的優勢（shì）：固體二氧化氯發生劑經（jīng）特殊（shū）製備（bèi），其釋放速率可控，加之二氧化氯氣體（tǐ）擴散能力強，能實現至（zhì）少一個月以上的包裝內部無縫滅（miè）菌。而且二氧化氯氣體本身無色、無味（wèi），避免了食品氣味（wèi）的改（gǎi）變。

釋放型抗菌包裝應用的功能性與安全性問（wèn）題（tí）

根據上文介紹，釋放型抗菌包裝依抗菌劑的（de）不（bú）同其滅菌原理也有所（suǒ）差異，但其抗菌（jun1）的（de）徹底性和長期性具有其他抗菌方式不可比擬的（de）優（yōu）勢。就目前的應用現狀來看（kàn），這種抗菌包裝形式仍處於起步階段（duàn），如何平（píng）衡其（qí）滅菌速（sù）率和滅菌效（xiào）果的關係，以（yǐ）及如何（hé）保（bǎo）障其安全性等許多（duō）問題（tí）需要深入探討。

氣態抗菌劑對包裝材料（liào）物理（lǐ）性能的影響。一部分釋放型抗（kàng）菌（jun1）包裝是將抗（kàng）菌劑本身或抗菌氣體發生劑添加於（yú）包裝材料之中製得的，過程中抗菌劑填滿材料內部的孔隙，所以這種方式通常會對包材的拉伸強度、破裂強度和（hé）韌性等機械加工性能（néng）以及氣體透過性、水蒸氣透過性、水分（fèn）吸收性、耐油性和光澤度等（děng）帶來（lái）細微的變化。建議在此類包裝的研發過程中，增加對（duì）包材（cái）基礎物理性能的監（jiān）測，達到抗菌效果與包裝效果的平衡統一。

抗菌氣體的生成速率和（hé）滲透速（sù）率關係。對於另一部分釋放型抗菌包裝，則是采用將氣體發生劑封裝（zhuāng）在獨立小袋中，再（zài）將其（qí）置（zhì）入食品包裝中（zhōng）從而製成抗菌包裝，通過氣體發生劑自（zì）行揮發或與水蒸氣反應緩慢釋放出抗菌氣體，實現殺菌目的。這一過程中，抗（kàng）菌（jun1）氣體以恰（qià）當的速度（dù）“緩慢釋放”是決定（dìng）抗菌（jun1）效果持續性（xìng）的關鍵點，其根源在於（yú）水蒸氣滲入抗菌劑包裝材料的速率以及該氣體滲（shèn）透出抗（kàng）菌劑包裝材料的速率（lǜ）。以（yǐ）乙醇氣體（tǐ）為例，筆者利用蘭光包裝安全中心的OR2/410有機氣體透過率測試係統和W3/060水蒸氣透（tòu）過率測試係統對PC、AL、PET、PE四種材料測試了乙醇氣（qì）體和水蒸氣（qì）的透過率。

通過測（cè）試（shì）數據不（bú）難發現，每種材料的水蒸氣透過率和乙醇透過率（lǜ）有很大的差別，據（jù）此可（kě）以作（zuò）為研究抗菌氣體（tǐ）產（chǎn）生、滲透、擴散速率的變化規律的數據基礎。此外，表中數據綜合反映了彼此之間阻隔性的差異趨勢基本是（shì）一致的（de），因（yīn）此可以簡單（dān）用材料的水蒸氣阻隔（gé）性來大致估（gū）測材料的有機氣體阻隔（gé）性。但是有機氣體的種（zhǒng）類以（yǐ）及材料的（de）特性都會對最終數據產生影響。因此，這種估測方法（fǎ）所產生的誤差將成為抗菌包裝係統失效的一個重要因（yīn）素（sù），需慎重對（duì）待（dài）。

抗菌氣體濃度的控製。氣體濃度的控製主要與氣體發生劑的產（chǎn）生速率和滲透速率有關，不同種類的抗菌（jun1）氣（qì）體在（zài）滅菌時需（xū）要（yào）的（de）濃度各有不同。例如，采用乙醇滅菌，低水分活度的食品（pǐn）需要2%～4%質量分數的較（jiào）低濃度的乙（yǐ）醇抑菌即可，而高水分活度的（de）食（shí）品則需要乙醇用（yòng）量0.002～0.004mL/cm2。應（yīng）盡量避免采用過高濃度的乙醇氣體抑菌，以免影響食品的天然風味。對於二氧化氯氣體來說，若濃度小於50mg/m3，基本上無明顯的殺菌作用，若濃度高於10%則會（huì）有爆炸的危險。因此，有（yǒu）效的控製抗菌氣體生成量和滲透量既能保證殺菌（jun1）效果，又能保（bǎo）證（zhèng）食品和周（zhōu）圍環（huán）境（jìng）的安全性。

抗菌氣體對環境（jìng）的安全（quán）問題。雖然在抗菌包裝體係中使用的抗菌氣體如乙醇、二氧化氯等多為低濃度，但（dàn）仍不能（néng）忽視其自身易燃易爆的危險性。因而，無論抗菌劑與外包裝材料采用何種結合方式，還需要考慮抗（kàng）菌氣體對外包裝（zhuāng）材（cái）料的滲透性，以（yǐ）避免因抗菌氣體滲透出包裝係統帶來的安全風險，同（tóng）時也（yě）減少了抗菌包裝係統失效的幾率。

資料來源：食（shí）品工業科技 . 中國包裝網

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