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当抗菌活动性包装膜研究进展1

发布时间:2021-09-10 23:26:00 阅读: 来源:拉链厂家

抗菌活动性包装膜研究进展

活性包装的活性含义是包装料具备抗菌、除氧、去湿、除乙稀,风味释放和吸收等功能。抗菌包装膜是活性包装材料的一种,它主要是以天然大分子物质为载体,添加一定的抗菌剂而制成的薄膜。与普通包装相比,抗菌包装在对确保食品安全以及延长食品货架期的作用更为突出。为促进我国抗菌活性包装的快速发展,本文对近年来国内外抗菌活性包装的研究进展加以综述。

1抗菌活性包装膜的抗菌机理及影响因素

就抗菌机理而言,目前的抗菌包装膜主要通过直接抗菌或间接抗菌两种途径实现其功能的。直接抗菌是将某些具有抗菌功能的物质直接添加在载体内制成薄膜,这类薄膜会不断地向与其接触的食品表面释放抗菌物质而实现对食品的防腐;间接抗菌是在载体中添加一些能够调节包装内微环境的物质或利用包装膜的选择透过性来调节包装内微环境而不利于微生物生长和繁殖,从而实现抗菌目的。对于前者,常用的抗菌剂包括食品防腐剂,抗生素和溶菌酶,这类抗菌包装膜研究和使用最为广泛;对于后者常通过调节包装内气体组成和温度等实现其抗菌功能。

影响抗菌包装膜抗菌效果的因素是非常多的。为确保抗菌包装的有效性,在使用抗菌包装时要充分考虑以下因素。首先,要充分估计所包装食品的主要易感有害菌群、数量及其它们的生长特征。这有助于针对性地选择使用抗菌包装中的抗菌剂的种类和数量,或确实最有效的包装内微环境调节指标,也有助于准确估计抗菌包装的效果及其食品的包装寿命。抗菌包装的抗菌容量是有限的,所以要求被包装的食品有尽可能低的起始污染;其次,载体材料的选择对抗菌包装膜的功能也有非常重要的影响,这主要取决于载体的生物学特征。它与抗菌剂或微环境调节剂之间的相容性以及包装膜自身的透性。研究表明,抗菌剂在薄膜中的扩散越慢,薄膜的抗菌效果越好;再者,抗菌包装中所添加活性抗菌剂或微环境调节剂的稳定性,时效性以及包装膜对环境或1款采取MDI(2苯基甲烷2异氰酸酯)制造的记忆棉巴士座椅将为乘客带来更加舒适的驾乘体验食品的稳定性也对抗菌包装的实际使用有重要的影响。当然,选择安全性高,价格低,易获得的制造材料是食品抗菌包装走向市场的有利条件。

2抗菌活动性包装膜的分类

抗菌包装膜的载体主要是一些大分了物质。要根据载体属性的不同,可将抗菌膜分为亲水胶质类、脂质类和复合类抗菌膜。亲水胶质膜的载体主要是白质和多糖,脂质膜的载体主要是蜡和酰基干油,而复合膜是以亲水胶质和脂质共同作为载体。

1)以亲水胶质为载体的抗菌话性膜亲水胶质类抗菌膜是研究最为广泛的抗菌包装膜,按载体的不同可分为蛋白质薄膜和多糖薄膜。

(1)蛋白质抗菌薄膜

常见的抗菌包装膜载体的食物蛋白质包括大豆分离蛋白,玉米醇溶蛋白、小麦麸质蛋白,高梁醇溶蛋白、乳清蛋白,花生蛋白等,这类薄膜的优点是可食无毒,稳一性好,氧和二氧化碳的透过率较低,其缺点是对空气中的水分的阻隔能力较差,自身易吸湿而导致食品发生感染。在大豆分离蛋白膜液中添加0.05mm0L/100mL阿魏酸制成的薄膜对环境中的水分,二氧化碳,氧、和氮气的通透性较低,可有效改变包装内的微环境而抑制有害微生物的生长繁殖。Rhim等人研究表明在增塑的大豆分离蛋白膜中添加SDS一磺酸钠可有效提高膜的延展性和阻湿能力,从而抑制包装内食物吸潮水导致的微生物污染和繁殖。Dawson等人研究发现载体蛋白质种类和成膜方式对抗菌包装薄膜释放抗菌特质Nisin都有显著的影响。添加有Nisin的小麦蛋白膜或玉米醇溶蛋白膜对La ct 0ba ciliu Splantamm1752均有一定的抑制作用,与玉米醇溶蛋白膜相比,高梁醇溶蛋白膜具有更高的阻湿性能。Taylor等人指出冰乙酸和乳酸都是高梁醇溶蛋白良好的溶媒。形成的溶液制成的薄膜对多种细菌具有一定的抑制作用。

(2)多糖抗茵薄膜

常见的可以用做抗菌膜载体的多糖主要有淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、藻酸盐、角叉菜胶、壳聚糖和琼脂等。多糖抗菌膜不但无毒,而且还具有选择性和透过二氧碳和氧气的能力,可以有效地降低果蔬的呼吸作用并推迟其衰老,但其缺点是对水分的阻隔能力较差。用掺入了山梨酸钾的淀粉膜包装新鲜草莓不仅可以减少有害微生物的数量,而且还能将贮藏周期从两周延长到四周,以羧甲基纤维素为载体的抗菌膜可以减少鲜切水果的水分损失,抑制氧化,延缓成熟和抑制微生物生长,从而延长鲜切水果的贮藏寿命。另外,在纤维素为载体抗菌膜中添加细菌素。如乳酸链球菌肽或片球菌素,可选择性抑制某些微生物的生长繁殖,尤其对李特菌的抑制效果非常明显。

壳聚糖涂膜对冷却膜猪肉具有明显的抑菌保鲜作用,可能推迟真空包装的冷藏肉的腐败发生。Pranoto等人研究发现掺有大蒜油、山梨酸钾和Nisin的壳聚糖膜可以明显抑制肉制品中革兰氏阳性菌(葡萄球菌、李斯特菌和杆菌)的繁殖。Ouattara等人的研究发现用掺有乙酸和丙酸的壳聚糖膜包装肉制品,乙酸和丙酸会持续不断的从膜中释放出来,抑制肉制品表面腐败菌的生长繁殖,从而达到稳定品质和延长货架寿命的目的。

Pranoto等人研究发现添加1%大蒜油的海藻酸钠膜可以显著抑制埃希式大肠杆菌,沙门氏菌和葡萄球菌的生长。此外,添加大蒜油对膜的抗张强度和延展性也有所改善。Fierd等人发现在海藻酸钠膜中添加葡萄糖氧化酶能延长鱼的感官可接受状态的持续时间,推迟腐败味出现进而延长鱼的货架寿命。而实验表明,含有抗生素(如氯四环素和新2.1.1液压脉动器是产生高压脉动油的机构霉素)的琼脂膜可有效的延长在2℃条件下贮藏的分割禽肉的货架寿命。

2)以脂持为载体的抗菌活性膜

据CaUegarin等人的研究,以脂质为载体的膜,最大的优势在于对水有很高的阻隔性能。他们还指出,影响脂类膜水阻隔性能的因素主要包括脂质的结构饱和度,链长、存在状态,晶型、晶体的大小以及分散率等。可以作为脂质抗菌活性膜载体的有蜡,脂肪酸和酰基干油,其中蜡是用得最多的,在欧盟,蜂蜡,蜡拖鞋花蜡、巴西棕榈蜡和虫漆都可以用做食品表面的膜制剂,这些天然的蜡质膜可以很好的减少苹果中水分和香气损失,烂果率和被霉菌感染的机会,保证苹果良好的口感和外形,延长了储藏时间,保证消费者在非时令期也可以吃到同样有质量保证的苹果。

3)复合抗菌活性膜

复合膜将亲水胶质膜和脂质膜的优点集于一身,是活性包装膜今后的发展方向,如蛋白质/脂质,多糖/脂质复合膜不同属性的载体相互混合,由于彼此之间产生的交互作用就可以达到取长补短的效果,进一步完善膜的包装功能。例如,通过在亲水胶质中添加蜂蜡、棕榈酸、硬脂酸和月桂酸等,可使制成的膜对水的阻隔能力大大加强。Bertana等人在白明胶中加入巴西榄香脂,乙酸甘油酯、硬脂酸和榈酸而制成的复合膜。其阻湿性明显提高,可以改善包装内微环境的湿度,使不耐干燥的某些微生物无法生存,从而达到间接抑菌的目的,保证食品安全性。

3直接抗菌包装膜常使用的抗菌剂

在直接抗菌包装膜中使用的抗菌剂主要有有机弱酸(丙酸、乙酸、山梨酸)及其盐类、溶菌酶、抗生素(包括细菌素)和一些具有抗菌活性的天然产物。

以甲基纤维素为载体,添加山梨酸钾可以制备出抗菌性能优良的薄膜,且山梨酸钾在薄膜中溶出速度很慢。但以有机弱酸作为抗菌剂制备抗菌包装膜时要注意两个问题。一是不同可以完成管材环刚度、环柔度、扁平、焊缝拉伸等实验有机弱酸对包装膜的机械性能有不同的影响。Caner等人的研究表明添加乳酸的壳聚糖膜的拉伸强度比添加其它有机酸要低5O%左右,而膜的延伸性则要高80%左右。二是有机弱酸在低pH时抑菌效果好,pH高于某一数值则抑菌作用明显减弱甚至消失。

溶菌酶和细菌素是目前抗微生物制剂的研究热点。在载体中添加溶菌酶可以制备出能有效抑制革兰氏阳性和阴性细菌生长的抗菌生长的抗菌包装膜。据报道,将细菌素Nisin添加于纤维素中制成的抗菌膜,能够完全抑制单细胞的李斯特氏细菌.

另外,还测定了各种与Nisin相结合的热压高聚物中Nisin的释放率。发现通过浇注法制作的壳聚糖膜对Nisin的释放率最高。Lacticin3147是新近发现的一种具有广谱抗菌特性的士乳酸菌素。Amalia等人用掺有Nisin和Lacticin3 147的纤维素膜包装干酪和火腿能使干酷和火腿中李斯特菌的数量下降2个数量级,葡萄球菌的数量分别下降1.5和2.8个数量级.利用具有抑菌活性的天然产物作为抑菌剂制备抗菌包装薄膜是近来抗菌包装研究的一大亮点.葡萄籽提取物就是一个典型的例子,它能抑制多种微生物的生长,具有广谱抗菌性.Cha等人将葡萄籽提取物渗入以藻酸钠为载体的膜中,发现这种膜可以抑制革兰氏阳性和阴性细菌的活性。此外,多种植物的香精油,大蒜提取物和来自十字花科蔬菜中的烯丙基异硫氰酸酯在抗菌包装中也大有前途新标内容触及桌类、椅凳类、柜类、单层床等家具的强度、耐久性和稳定性等方面。

4抗菌活性包装膜研究展望

抗菌包装在食品工业中已展现出了常规包装不可比拟的优势。但就目前抗菌包装的研究和应用来说,还处于起步阶段,有许多问题仍需要深入研究。首先是添加了抗菌剂之后包装的安全性问题,因为抗菌包装中使用的某些抗菌剂是不允许在食品中应用的,它们向食品的转移无疑会损害食品的安全性。其次,抗菌剂与载体的相容性方面仍存在巨大的挑战。理想的情况是抗菌剂能与载体良好地相容并在薄膜加工过程中始终保持稳定。而且这种相容性对薄膜的机械性能不应该有负面影响或负面影响非常小。第三、抗菌剂从包装膜中溶出以及向食品扩散的动态变化规律也值得探讨,这是影响抗菌包装有效性和时效性的主要因素。再者,作为一种新型的包装方式,其实际应用可行陛、消

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