人們對食品健（jiàn）康與安全（quán）的要求不斷提高，食品保鮮與防腐已成（chéng）為（wéi）現代食品工業的重點發（fā）展方向。在這一需要驅動下，抗菌包裝技術得到了迅速發（fā）展，在延長食品（pǐn）貨架（jià）期、保證食品質量和感官品質方麵效果顯著。

抗菌包裝簡介

抗菌包裝作為活性包裝的重要分支，是將抗（kàng）菌（jun1）物質添加至包裝中形成的一種新的包（bāo）裝係統。二者結合方式多樣靈活，如可將抗菌劑直接加（jiā）入（rù）包裝材料中，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的包裝材（cái）料，或通過離子鍵/共價鍵將抗菌（jun1）劑（jì）固化在包材表麵，或采用抗菌獨立小包（bāo）等形式，都（dōu）能達到延長微生物（wù）停滯期（qī）、減緩微生物生長速度、減少微生物成活數量（liàng）的抑菌（jun1）防（fáng）腐作用。抗菌包裝的發展，為食品保鮮提供（gòng）了新的方法，在（zài）一定程度上降低了對食品防腐劑的依賴。

抗菌劑是抗菌包裝係統的核心。根據性質種類，可分為無機抗（kàng）菌劑、有機抗菌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因抗菌劑的（de）不同而有所差（chà）異：吸收型抗菌包（bāo）裝利用氧氣吸收劑抑製微生物（wù）繁殖的；固化型抗菌包裝將抗菌劑（jì）固化（huà）在包材表麵通過與食物結接觸滅菌；釋放型抗菌包裝利用抗菌（jun1）氣體防腐。相比之下（xià），第三種抗菌（jun1）包裝形（xíng）式憑借（jiè）氣體的（de）揮發逸散性能實（shí）現包裝內（nèi）各角落的滅菌，其抗菌效果的徹底性明顯優於（yú）前兩種形式。

三種氣態抗（kàng）菌劑（jì）抗菌原理（lǐ）及效果分析（xī）

釋放型抗菌包（bāo）裝是將抗菌氣體生成劑加入包裝材料中（zhōng）或（huò）製成獨立香囊/襯（chèn）墊置入密封包裝內（nèi）部（bù）的一種抗菌包裝形式，乙醇、二氧化硫、二氧化氯是（shì）常用（yòng）的氣態抗菌劑。

早在20世紀70年代，日本已經開始使用乙醇作（zuò）為食品抗菌劑應用於醬油、調料、醃菜等，發（fā）展至（zhì）今，乙醇憑借其較強的滲透力和殺菌力成（chéng）為一種非常理想的食品抗菌劑。其抗菌機理（lǐ）主要（yào）表現在三個層麵：（1）乙醇分子會（huì）與菌體的細胞膜（mó）相互作用，弱（ruò）化（huà）其對細胞質的滲透作用，導致（zhì）細（xì）胞（bāo）質的滲透與泄漏不平衡（héng），引起細菌的新陳代謝障礙；（2）乙醇分子與菌體蛋白質分子的肽鏈環節反應，使其變性；（3）乙醇的溶菌作用（yòng），濃度越高其毒性越大。

SO₂是一種酸（suān）性氧化物，遇水生成亞硫（liú）酸，這種二（èr）元中強酸分子進入微生物細胞內，改變了微（wēi）生（shēng）物（wù）原生質的PH值，造成原生質與核酸分解而使微生（shēng）物致死，因而SO₂也是一種強烈的殺菌劑。當SO₂作為抗菌包裝的（de）殺菌劑使用時（shí），既可將SO₂發生劑（如焦（jiāo）亞硫酸（suān）鈉等（děng））添加到包裝材料之中製成控釋抗菌包裝，也可做成獨立小包置入密封包裝中。需要注意的是，二氧化硫氣體具有刺激的化學氣味。

二氧化氯為公認為（wéi）高效光譜的殺菌劑，在抗菌包裝體係中，主要采用合（hé）成樹脂（zhī）、吸水性（xìng）強的樹脂聚丙烯（xī）酸等材料吸附（fù）二氧化氯水溶液製成固體二氧化氯發（fā）生劑，封裝為獨立小袋中置入密封（fēng）包（bāo）裝內，在緩慢釋（shì）放（fàng）低濃度二氧化氯氣體的過程中（zhōng）實現滅菌效果（guǒ）。其滅菌作（zuò）用來源於其（qí）強大的氧化能力，能迅速氧化、破壞病毒蛋白質衣殼中的酪氨酸，使細菌微（wēi）生物蛋白質的部分氨基酸氧化還原分解，控製其蛋白質的合成（chéng），促進其加速（sù）死亡。采用二氧化氯的滅菌（jun1）包裝相對（duì）與其（qí）他傳統殺菌方式，具有很多（duō）獨特的優勢：固體二氧化氯發生劑經特殊製備，其釋（shì）放速率（lǜ）可控，加（jiā）之（zhī）二（èr）氧化氯氣體擴散能力強，能實（shí）現至少一個月以上的包裝（zhuāng）內部無縫滅菌。而且二氧化（huà）氯氣體本身無色、無味，避免了食品（pǐn）氣味的改變。

釋放型抗菌包裝應用的功能性（xìng）與安全性問題

根據上文介紹（shào），釋放型抗菌包裝依抗菌劑的不同其滅菌原理也有所差異，但其抗菌的（de）徹底性和長（zhǎng）期性具有其他抗菌方式不可（kě）比擬的優（yōu）勢。就目前的應（yīng）用現狀來看，這種抗菌包（bāo）裝形式仍處於起步階段，如何平衡其滅菌速率（lǜ）和滅菌效果的關（guān）係，以及如（rú）何保障其安全性等許多問題需要深入探討。

氣態抗菌劑對包（bāo）裝材料物（wù）理性能的影（yǐng）響。一部分釋放型抗菌（jun1）包裝是將（jiāng）抗菌劑本身或抗菌氣體發生（shēng）劑添加於包裝（zhuāng）材料之中製得的，過（guò）程中（zhōng）抗菌劑填滿材料內部的孔隙，所以這種（zhǒng）方式通常會對包材的拉伸強度、破裂強度和（hé）韌（rèn）性等機（jī）械加工性能以（yǐ）及氣體透過性、水蒸氣透過性、水分吸收性、耐油性和（hé）光澤度等帶來細（xì）微的變化（huà）。建議在此類包裝的研（yán）發過程（chéng）中，增加對包材基礎物理性能（néng）的監測，達到（dào）抗（kàng）菌效果與包裝（zhuāng）效（xiào）果的平衡統（tǒng）一。

抗菌氣體的生成速率和滲透（tòu）速率（lǜ）關係。對於另一部分釋放型（xíng）抗菌包裝，則是采用將氣體發生劑封裝在獨立（lì）小袋中，再將其置入食品包（bāo）裝中（zhōng）從而製成抗菌包裝，通過氣體（tǐ）發生劑自（zì）行揮發或與水蒸氣反應緩慢釋（shì）放出抗菌氣體，實現殺菌目的。這一過程中，抗菌氣（qì）體（tǐ）以恰當的速度“緩慢釋放”是決定抗菌效果持續性的關鍵點，其根（gēn）源在於水蒸氣滲（shèn）入抗菌劑包（bāo）裝材料的速率以（yǐ）及該氣（qì）體滲透（tòu）出抗菌劑包裝材（cái）料的速率。以乙醇氣體為例，筆者利用蘭光包（bāo）裝（zhuāng）安全中心的OR2/410有機氣（qì）體透過率測試係統和W3/060水蒸（zhēng）氣透過率測試係統對PC、AL、PET、PE四種材（cái）料測試了乙醇氣體和水蒸氣的透過率。

通過測試（shì）數據（jù）不難（nán）發現，每種材料的水蒸氣（qì）透過率和乙（yǐ）醇透過率有很（hěn）大的差（chà）別，據此可以（yǐ）作為研究抗菌氣體（tǐ）產生（shēng）、滲透、擴散速率（lǜ）的變化規律的數據（jù）基礎。此外，表中數據綜合反映了彼此之（zhī）間阻隔性的差異趨勢基本是一（yī）致的（de），因此可以簡單用材料的水蒸氣阻隔性來大致（zhì）估測材（cái）料的有機（jī）氣體阻隔（gé）性。但（dàn）是有機氣體的種（zhǒng）類以（yǐ）及材料的特性都會對最（zuì）終數據產生影響。因此，這種估（gū）測方法所產生的誤差將（jiāng）成為抗菌包裝係統失效的一個重（chóng）要因素，需（xū）慎重對待。

抗菌氣體濃度的控（kòng）製。氣體濃度的控製主要與氣體發生劑的產生速（sù）率和滲透（tòu）速（sù）率有關，不同種類的抗菌氣體在滅菌時需要的濃度各有（yǒu）不同。例如（rú），采用乙醇滅菌，低水分活度的食（shí）品需要2%～4%質（zhì）量分數的較低（dī）濃度的乙醇（chún）抑菌即可，而高（gāo）水分活度的食品（pǐn）則需要乙醇用（yòng）量0.002～0.004mL/cm2。應盡量避免采用過（guò）高濃（nóng）度的乙醇氣（qì）體抑菌（jun1），以免影響食（shí）品的天（tiān）然風味。對（duì）於二（èr）氧（yǎng）化氯氣體來說（shuō），若濃度小於50mg/m3，基（jī）本上無明顯的殺菌作用（yòng），若濃度高（gāo）於10%則會有爆（bào）炸的危險。因此，有效的（de）控製抗菌氣體生成量和滲透量既能保證殺菌效果，又能保證食品（pǐn）和周圍環境的安全性。

抗菌氣體對環（huán）境的安全問題（tí）。雖然（rán）在抗菌包裝體係中使用的抗（kàng）菌氣體如乙醇、二氧化氯等多為低濃度，但仍不能忽視其自身易燃易爆的危險（xiǎn）性。因而，無論（lùn）抗菌劑（jì）與外包裝材（cái）料采用何種結合方式，還需要考慮抗菌氣體對外包裝材料的滲透性，以（yǐ）避免（miǎn）因抗菌氣體滲透出包裝係統帶來的安全風險，同時也減（jiǎn）少了抗菌包裝係統失效的幾（jǐ）率。

資料來源：食品工（gōng）業科（kē）技 . 中國包裝網（wǎng）

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