抗菌保鲜膜研究及进展.doc

抗菌保鲜膜研究及进展杨远谊抗菌保鲜膜研究及进展抗菌保鲜膜研究及进展杨远谊(西南大学,重庆400716)摘要:抗菌材料能杀死或抑制食品在加工,储运和处理过程中存留于表面的微生物,延长食品的货架期和安全性.综述了抗茵保鲜膜的研究进展,介绍了抗茵保鲜膜的相关概念,国内外研究现状,制备及发展趋势.希望对今后抗茵保鲜膜的进一步研发起到一定的作用.关键词:抗茵剂;抗茵;保鲜中图分类号:TB43;TB484文献标识码:A文章编号:10013563(2007)06020103AdvanceinResearchofAntimicrobialPreservativeFilmJ7,rGYuanyi(SouthwestUniversity,Chongqing400716,China)Abstract:Theantibacterialpackagingcankillorinhibitmicroorganismonfoodsurfaceintheprocessing-storage,transportation,andthetreatingprocesses,andalsolengthenshelflifeandincreasesecurity.Therelativeconcepts,statusanddevelopmenttrendofpreparationintheworldWasintroduced.TheresearchandprogressofantimicrobialpreservativefilmwassummarizedThepurposewastoprovidereferenceforfur-therresearchofantimicrobialpreservativefilm.Keywords:antimicrohial;antibiotic;preserving食品的质量和安全一直是食品企业和消费者非常关注的问题,微生物的生长繁殖不仅是造成产品腐烂变质的重要原因,而且部分微生物还会对人体造成很大的危害.特别是采用保鲜膜包装果蔬等时,包装内部空气流通差,环境湿度大,很容易引起微生物生长繁殖,所以,使用抗菌保鲜膜来防止产品受到微生物污染和延长货架期就显得非常重要j.1抗菌保鲜膜的相关概念和定义1.1抗菌的概念抗菌有广义抗菌和狭义抗菌两个概念,广义的抗菌是指抗各种微生物的功能,包括抗细菌,霉菌,立克次体,真菌甚至病毒等多种微生物.狭义的.抗菌是指仅具备抑制和杀灭细菌的功能.在实际应用中广义和狭义的抗菌概念往往混合使用.1.2抗菌剂抗菌剂是指能使细菌,真菌等微生物不能发育或能抑制微生物生长的物质.目前开发应用的主要包括有机抗菌剂,无机抗菌剂,天然抗菌剂和高分子抗菌剂4大类.有机抗菌剂是通过化学反应破坏细胞膜,使蛋白质变性,代谢受阻,从而起到杀菌,防腐及防霉等作用,包括季胺盐类,双胍类,醇类,酚类等.有机抗菌剂作用速度快,可操作性好,稳定性强,对微生物的抑制作用具有一定的特异性,但安全性和化学稳定l生差,易产生微生物耐药性,尤其耐热性差.无机抗菌剂可分为2大类,一类是无机化合物中含有抗菌性离子,如银,铜,锌等金属离子.其中,载银抗菌剂抗菌能力最强,引入抗菌离子的方法有离子交换法,熔融法和吸附法等.另一类是以Ti02为代表的光催化类抗菌剂,此类抗菌剂耐热性较一般无机抗菌剂高,但必须有紫外线照射,氧气或水的存在才能起到杀菌作用J.无机抗菌剂无毒,广谱,抗菌时效长,不产生耐药性,有突出的耐热性(6OO1000C),但价格较高和抗菌具迟效性,不能像有机抗菌剂那样能迅速杀死细菌,而且银系抗菌剂易变色.天然抗菌剂主要是从动植物中提炼精制而成的,如山嵛,孟宗竹,薄荷,柠檬叶等的提取物和壳聚糖等.天然抗菌剂抗菌效率高且安全无毒,但是耐热性差,受到加工条件的制约,目前应用得并不广泛.Kawabata和Nishiguchi首先发现合成的吡啶型主链的高分子具有杀灭细菌的功能,并证实了毗啶高分子的杀菌机制也是通过分子链吸附微生物的功能捕捉细菌,并通过分子链所带的电荷与微生物起作用,从而使微生物失去活性.合成高分子抗菌剂具有长效,广谱,安全无毒,颜色稳定性好的优点,目前收稿日期:2007-02-12作者简介:杨远谊(1984一),女,重庆荣昌人,西南大学研究生,主攻包装策划及营销.201包装工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.28No.62007.06国内研究才刚起步.1.3抗菌保鲜膜的概念抗菌食品保鲜膜是指在保鲜膜中添加抗菌剂,通过抗菌剂的缓释和光催化等作用达到抗菌,保鲜目的的一种功能薄膜.2抗菌保鲜膜的研究现状国外抗菌材料的研究始于20世纪80年代.20世纪80年代末到9o年代初,出现了无机抗菌剂,随着无机抗菌剂的研究与开发,抗菌食品保鲜膜的研究也进入高潮.抗菌食品保鲜膜的研究方面,日本是最活跃的国家,20世纪90年代日本就已开发出几十种保鲜膜并用于果蔬保鲜中.除日本外,欧美等国家的在抗菌食品保鲜膜的研究也取得了长足进步.我国在20世纪90年代以后才开始转向气调,抗菌等功能食品保鲜膜的研究.目前已研制PE/Ag纳米防霉保鲜膜,PVC/TiO纳米保鲜膜等多种抗菌食品保鲜膜.这些薄膜抗菌性能优良,机械强度较普通塑料膜有不同程度的提高.oj.壳聚糖因为其良好的人体安全性,生态环保性和广谱抗菌性引起了人们极大的关注.赵铁等人将具有抗菌作用的水杨酸引入壳聚糖一明胶共混膜并对壳聚糖水杨酸盐一明胶共混膜的结构与性能进行研究,测试了其抑菌性.郑化等人对壳聚糖进行0一位羧甲基化修饰合成羧甲基壳聚糖以增加壳聚糖结构单元抗菌因子一NH+3的密度,通过羧甲基壳聚糖与纤维素共混以期制备具有良好抗菌性能的功能高分子膜,并对膜的相容性,力学性能及抗菌性能进行了研究.此外,将壳聚糖作为涂层材料用于食品抗菌保鲜膜也取得了定进展.有人研究了壳聚糖涂覆在聚丙烯薄膜上制备新型薄膜材料,发现该薄膜具有良好的拉伸强度和伸长率,还具有显着的抗菌性能引.自1997年东京大学藤岛昭教授及桥本和仁教授等发现TiO2具光催化能力,在光或环境能量下可分解微生物及其产生的毒素以来,光催化抗菌剂迅速发展起来.青岛化工学院纳米材料研究所将纳米TiO2添加到PP中,其抗菌率优良.徐瑞芬等报道,采用锐钛矿型纳米TiO经表面包覆处理,添加于PE等树脂中,制成的抗菌塑料具长效广谱的抗菌效果.陈丽等通过在PVC树脂中添加含TiO母粒等功能材料,研制出高强度的阻氧纳米富士苹果保鲜膜,表明添加纳米粒子能明显地提高膜的拉伸强度,降低氧和水蒸汽的透过量,而几乎不影响CO2的透过量.此外,将稀土或Ag+与rio复合制备成纳米功能材料,在室内光条件下就能产生大量的羟基自由基,有更好的光催化活性,可以赋予聚合物材料广谱抗菌的功能,同时纳米抗菌材料具有更优异的机械和力学性能.随着有机高聚物和无机物结合的制膜技术的发展,把有机物和纳米无机物混合制得材料方面也得到广泛的关注和研究.202闻燕等m用改性的纳米TiO,以不同掺杂比与2%壳聚糖醋酸溶液相混合,制得分散比较均匀的纳米复合膜,当纳米Ti02的掺杂比为1%时,复合膜的湿态强度和抗水性分别与壳聚糖膜相比提高了40%和11.6%.3抗菌保鲜膜的制备Paola等u提出抗菌包装膜的形式主要有以下几种:(1)将挥发性的或不挥发的抗菌成分直接混合添加在聚合物材料中制成抗菌膜;(2)将抗菌剂涂覆或吸附在聚合物材料表面;(3)将抗菌剂通过离子或共价连接固定在聚合物上;(4)使用天生就具有抗菌性能的聚合体.KayCooksey提出抗菌膜主要有两大类:一类哿抗菌剂直接混合添加在包装膜里面;另一类是将抗菌剂涂覆在包装材料上.因此,目前抗菌保鲜膜的制备主要有两种方法:对于不能承受高温的热稳定性不好的抗菌剂,一般是采用涂覆,喷涂等方法在已经成型的薄膜上固定一层抗菌层.对于能承受高温的抗菌剂,就可以将抗菌剂与树脂一起,经过塑料的成型工艺而成型.用得最多的是母粒法,即是将抗菌剂和基材树脂通过双螺杆挤出机,挤出制备成抗菌剂的浓缩母粒,浓度一般为抗菌制品中抗菌浓度的25倍或5O倍.其工艺流程为:填料+助剂一混合一干燥一过筛一与树脂混合一挤出造粒(母料)一混合(加树脂)一造粒一吹塑成型川.另外,也有人用真空镀膜的方式把将Ag粉镀在PET,CPP,PE,PA薄膜上.对于纳米抗菌材料,也有采用溶胶凝胶工艺(Solge】method)的.郭新华和张子勇还研究了超临界技术制备保鲜膜.4未来发展趋势和前景展望未来新型的抗菌保鲜膜必须具备广谱,持续高效,稳定,安全等特点j.归纳起来,抗菌保鲜膜的发展趋势主要有以下几点:1)功能的多样化.未来的抗菌食品保鲜膜研究将从单一的金属离子溶出型,非溶出型,远红外线抗菌等方式向融几种抗菌方式为一体的功能食品保鲜膜转化.2)抗菌材料的纳米化和复合化.由于纳米材料独特的物理性能和极高的活性,导致纳米化逐渐成为抗菌剂的主要发展方向,与之相应的抗菌保鲜膜亦向纳米化方向发展.3)抗菌与自发气调(MA)及较高机械强度的复合化,抗菌剂的加入将影响塑料薄膜的微孔结构和机械性能.薄膜的微孔结构是MA技术的物质基础.抗菌食品保鲜膜的研究在未来一段时间内将综合考虑抗菌,气调,机械强度等性能指标,实现性能的复合化j.随着食品科技的发展和消费者对食品高质量的要求,食品包装正朝着活性食品包装的方向发展.其中抗菌食品包装是应用最为广泛的活性食品包装之一.虽然食品在加工过程中杨远谊抗菌保鲜膜研究及进展就已经过灭菌处理,许多食品本身也含抗菌体系如香辛料等,食品在储运或开封后仍然容易被微生物污染.抗菌食品包装可抑制食品表面的微生物污染,提高食品的安全性,并延长其货架期,在今后的食品包装市场中必将具有广阔的应用前景.参考文献:1韩永生,孙耀强,等.抗菌保鲜膜的研究与应用J.食品工业科技,2005,26(4):145146.2季君晖,史维明.抗菌材料M.北京:化学工业出版社,2003.3周亮.抗菌纸的研究进展J.包装工程,2005,26(5):103104.4陈宝书,栾道成.纳米抗菌材料的研究J.材料导报,2004,18(3):5458.5王男,王晓敏.抗菌材料及其在包装中的应用J.中国包装工业,2006,(4):6771.6胡永茂,项金钟,张学清,等.抗菌食品保鲜膜的研究与进展J.大理学院,2005,4(1):9296.7徐晓凤,张光华.论包装用天然高分子膜J.包装工程,2006,27(1):485O.8柴福莉,王家俊.壳聚糖和乳清分离蛋白在食品包装中的应用J.包装工程,2006,27(3):3738.9张祖华,吴茂英,周郭煌.纳米二氧化钛在塑料中的应用进展J.现代塑料加工应用,2003,15(6):3537.1O闻燕,杜予民,李湛.壳聚糖/纳米Ti02复合膜的制备和性能J.武汉大学(理学版),2002,48(6):701704.11APPENDINIPaola,HOTCHKISSJosephH.ReviewofAntimicrobialFoodPackagingJ.InnovativeFoodScience&EmergingTechnologies,2002,(3):113126.12COOKSEYKay.AnfimicrobialFoodPackagingMaterialsJ.AdditivesforPolyme,2001,(8):6一lO.13李勇,高明侠.金属离子抗菌保鲜薄膜的试验研究J.包装工程,2002,23(2):1114.14黄巍,王建清.真空镀银抗菌包装薄膜的研究J.包装工程,2006,27(2):434_4.15郭新华,张子勇.食品包装的抗菌保鲜膜的应用研究J.包装工程,2004,25(5):8一lO.16张宁,彭志英,徐建祥.抗菌食品包装研究进展J.食品工业,2002.(4):3941.(上接第195页)4结语要将一种新的设计伦理观念带入设计工作中去,首先必须做到的点就是将伦理学的内容带入设计艺术教育学科,只有让设计伦理的意识真正成为每个设计师工作意识中自觉的组成部分,才有可能在未来的设计工作中彻底杜绝不负责任的设计,丑恶的设计和不文明的设计.亚里士多德在阐述他的伦理价值观时说过,人生的伦理目标是一种幸福,如果设计师的工作,就是对人类的今天及未来都承担起一种庄严的责任,让人类的生活真正在设计工作中一天天变得健康起来,充实起来,美好起来,那么这就是设计师的最高伦理原则,也即作为设计师人生的真正幸福之源.参考文献:1罗国杰.伦理学M.北京:人民出版社,1994.2朱铭.设计艺术教育大事典M.济南:山东教育出版社,2001.3袁恩培.消费心理在包装设计中的应用与研究J.包装工程,2004,25(1):105108.4许平,刘青青.设计的伦理设计艺术教育中的一个重大问题J.南京艺术学院,1997,(3):4_449.5闫卫.工业产品造型设计程序与实例M.北京:机械工业出版社.2003.6刘大椿,段伟文,李建军.在真与善之间空间时代的伦理问题与道德抉择M.北京:中国社会科学出版社,1999.7西四几多郎.善的研究M.北京:商务