抗菌包装材料的制备和应用

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聂柳慧韩永
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1、前言
自然界中的有害微生物直以来严重地威胁着人类的健康,全世界每
年都有数百万人死于细菌感染。

人类感染细菌的途径之就是通过入口的食物,而食品包装材料一般是与食品直接接触的,食物丰富的营养成分在高湿的包装内部环境下就成为为微生物滋生繁殖的营养源。

因此,具有抗菌保鲜功能的食品包装材料的研制就显得非常重要。

抗菌材料是指本身具有
杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。

目前,抗菌材料的种类繁多,大体上包括抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷和抗菌金属。

抗菌材料的制备一般是将抗菌剂以适当的方式添加到基材中或涂覆在基材表面形成抗菌层,园此可以说,抗菌材料的研制可以归结到抗菌剂的研制上来。

2、抗菌剂
2.1抗菌剂的种类
目前,抗菌剂的种类有无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗苗剂、高分子
抗菌剂和光催化型抗菌剂等,这里主
要介绍无机抗菌剂、有机抗菌剂和天
然抗菌剂及其抗菌机理。

2.1.1无机抗菌剂
无机抗菌剂目前研究较多的是银
系抗菌剂。

银系抗菌剂是利用银、铜、锌等金属本身具有的抗菌性,通过物
理吸附或离子交换等方法,将银、铜、锌等金属离子固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂,然后将其加入制品中,获得具有抗菌性的材料。

银系抗菌剂的抗菌机理主要是接触杀菌,当菌类的负电荷表面吸附一定浓度的金属离子时,金属离子就能吸附到细胞膜的蛋白质上,浓度增大时能和细菌中蛋白质的一SH(硫醇结合,
使微生物不能进行能量代谢,从而导
致蛋白质变性,破坏其生理机能。

无机抗菌剂的主要特点是耐热性好、抗菌范围广、有效抗菌期长、毒性低、不产生耐药性。

2.1.2有机抗菌剂
有机抗菌剂主要可用作杀菌剂、防霉剂、防腐剂。

杀菌剂主要有四价铵盐,双胍类化合物,乙醇等,其作用机理是破坏细胞膜,使一SH酸化,导致蛋白质变性,代谢受阻。

防腐剂主要有甲醛,已噻唑,有机卤索化合物,有机金属等,其抗菌机理与杀菌剂相同。

防霉
剂主要有吡啶,咪唑,噻唑,卤代烷,碘化物等,其作用机理是使细菌代谢受阻,阻碍DNA的合成。

2,1,3天然抗菌剂
此类抗菌剂是以天然原材料作为抗菌剂,主要有壳聚糖、山梨酸等,目
前研究颇多的是壳聚糖。

壳聚糖是甲
壳素的脱乙酰产物.是一种聚氨基葡萄糖。

壳聚糖具有良好的成膜性,通透性和抗菌性,其抗菌机理一般认为是由两步来完成的首先,在酸,性条件下,壳聚糖分子中的NH2与细菌细胞壁所含的硅酸、磷酸脂等解离出的
阴离子结合,其结果是使细菌的自由
活动受阻.从而阻碍细菌的大量繁殖,然后,壳聚糖进一步低分子化,通过细胞壁进入细菌的细胞内,使遗传因子
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抗菌包装材料的制备和
应
万方数据
[技术与应用][TechnoIogy&Application]从口NA到RNA的转变过程受阻,造成细菌无法繁殖。

该天
然抗菌剂来源丰富,也可单独用来涂疃包装,应用前景厂淘。

2.2抗菌剂的选择条件
在抗菌材料的实际应用过程中,应根据材料的用途和加工方法等要求,对抗菌剂进行必要的选择,主要考虑的因素有:
2.2.1抗菌效果
抗菌效果主要是由HIC值(阻碍细菌繁殖的抗菌剂的最小浓度体现出来的,H I C 值越小证明抗菌效果越好。

对于添加了抗菌剂的抗菌材料来说,其抗菌能力主要是依赖材料表面的抗菌剂来实现的,因此.添加量一般要高于其MI C值
2.2.2抗菌范围
不同的抗菌剂对于不同的细菌具有不同的抗菌能力,也就是说抗菌剂只对特定的细菌表现出抗菌性,在选择抗菌剂的时候应考虑抗菌剂的抗菌范围,抗菌范围当然越广越好。

但是达不到时也可以对几种不同的抗菌剂进行复配,以期达到理想的抗菌范围。

2.2.3安全性
作为食品包装材料,抗菌剂的选用定要对人体无害,应避免使用具有急性毒性、慢性毒性、气味较大、刺激皮肤等类的抗菌剂。

由此看来,有机抗菌剂的使用就具有很大的局限性,而无机抗菌剂和天然抗菌剂则因其安全性成为应用的热点。

3、抗菌包装材料的制备与应用
抗菌材料应用于包装行刈/主要是抗菌塑料,其使用形式有薄膜、中空容器以及周转箱等等。

有机抗菌剂因其安全性问题,使其在包装行业的应用受到了限制,天然抗菌剂则以高效安全倍受人们的注视,下面以无机抗菌塑料和天然抗菌材料为例简单介绍一下抗菌材料的制备与应用。

3.1无机抗菌塑料
无机抗菌塑料是将无机抗菌剂添加到树脂中去,依靠无机抗菌剂在树脂中的迁移,在树脂表面形成具有抗菌能力的层,通过与被包装物的接触进行杀菌。

由于无机抗菌剂多为粉末状,颗粒粒径小,在加工过程中般需要将这些颗粒均匀的分散到树脂中才能得到理想的抗菌效果。

因此,一般先将抗菌剂制成抗菌母料,再以所需比例与树脂共混;另外还需考虑抗菌剂与树脂的相容性,所以需要对抗菌剂进行预处理,添加偶联剂、分散剂等。

无机抗菌塑料的制备工≯般如下:丸机抗茼剂+舢剂抗伯母判些本性能测试
耐0澎台一挤山造粒一城型{包装臆州
实验表明,通过将银系抗菌剂和LDPE树脂的共混吹膜,对该薄膜进行了基本性能的测试,结果表明添加银系抗菌剂之后,谖薄膜具有较好的抗菌性。

只是薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和透氧率略有下降。

但是完全符合标准对包装薄膜的性能要求。

3.2天然抗菌材料(壳聚糖
在天然抗菌剂中,壳聚糖因其安全无毒、可食、成噤性好等优点,使其成为抗菌包装材料研究的热点。

为了方便壳聚糖保鲜机理以及开发新产品的需求,通常将壳聚糖溶液制备成膜来对其性质进行深入研究和改性。

其工艺流程为:
壳聚糖
l搅拌一抽溏—+脱泡—一涂覆—,干燥成膜稀酸溶液J
对于壳聚糖的研究目前趋于将壳聚糖与其他材料(如淀粉、聚乙烯醇、明胶等共混来改善壳聚糖的强度与韧性,以期拓宽它的应用领域。

作为包装材料,壳聚糖般作涂膜保鲜剂用,而且已取得了令人相当满意的效果,在猕猴桃、苹果梨、西红柿、黄瓜等多种果蔬上应用研究成功。

另9h,壳聚糖与其他材料的共混改性研究也已初具成效。

4、结语
随着人们生活水平的提高,人们越来越注重自身的健康,因此,对食品及其他生活用品的卫生性有了更高的要求,然而在产品运输周转和贮存过程中,由于环境以及产品本身的物理生化变化的影响,细菌的滋生是在所难免的,抗菌材料则能在运输周转和贮存过程中抑制细菌的滋生甚至杀死细菌,在定程度
上维持了产品的
鲜度和卫生一生,为
食用者提供了健
康的保障。

总而言
之,抗菌包装材料
的研制和应用具
有广阔的前景。

(作者单位天津
科技大学
万方数据
抗菌包装材料的制备和应用
作者:聂柳慧, 韩永生
作者单位:天津科技大学
刊名:
中国包装工业
英文刊名:CHINA PACKAGING INDUSTRY
年,卷(期:2005,""(9
引用次数:3次
引证文献(3条
1.张红抗菌剂及其在食品包装纸中的应用[期刊论文]-黑龙江造纸 2009(2
2.毕海丹抗菌包装技术及其在肉类保鲜中的应用[期刊论文]-肉类研究 2009(2
3.李清春.张景强食品抗菌包装纸的研究[期刊论文]-食品工业科技 2008(8
本文链接:/Periodical_zgbzgy200509029.aspx
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