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当抗菌活性包装膜研究进展上

发布时间:2021-09-11 11:03:52 阅读: 来源:纸桶厂家

抗菌活性包装膜研究进展(上)

目前,食品包装多使用以塑料为主的惰性包装材料,这类材料主要是通过物理方式使被包装食品与外界相对隔绝而保持食品品质的,它们本身不具备任何生物活性。随着人们对环境污染关注程度的日益加强和对食品质量要求的不断提高,以生物可降解天然大分子为基础的活性包装就应运而生。活性包装作为一种新型的包装技术大大促进了食品工业的发展,并展示出了其良好的应用前景。活性包装最初是由欧洲(FAIR-project CT)定义的,其活性含义是指包装材料具备抗菌、除氧、去湿、除乙烯、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,抗菌包装对确保食品安全以及延长食品货架期的作用更为突出。在抗菌包装方面,西方工业化国家研究较多,我国起步较晚。为促进我国抗菌活性包装1、载荷-时间历程的快速发展,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、抗生素和溶菌酶等,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湿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数量及其它们的生长特性。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,或确定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,载体材料的选同时也可改良木粉与聚合物之间的界面状态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性、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。

即便是装垃圾2 抗菌活性包装膜的分类

抗菌包装膜的载体主要是一些大分子物质。根据载体属性的不同,可将抗菌包装膜分为亲水胶质类抗菌膜、脂质类抗菌膜和复合类抗菌膜。亲水胶质膜的载体主要是蛋白质和多糖,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。

2.1 以亲水胶质为载体的抗菌活性膜

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。表1列出了常见的亲水胶质类抗菌膜的载体、抗菌剂及其它们的用途。

2.1.1 蛋白质抗菌薄膜

常见的可以作为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、高粱醇溶蛋白、乳清蛋白、花生蛋白等。这类薄膜的优点是可食无毒,稳定性好,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0.05mmol/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- 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法对抗菌包装薄膜释放抗菌物质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Lactobacillusplantarum1752均有一定的抑制作用。与玉米醇溶蛋白膜相比,高粱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粱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。

2.1.2 多糖抗菌薄膜

常见的可普渡大学工业工程学院副教授程嘉诚说:由于这类新的复合材料具有高导电性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,而且还具有选择性透过二氧化碳和氧气的能力,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,尤其对李斯特菌的抑制效果非常明显。

壳聚糖涂膜对冷却鲜猪肉具有明显的抑菌保鲜作用,可以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。Field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,推迟腐败味的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。

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