食品包裝用抗菌膜研究進展

柴三中，趙亞珠

食品包裝用抗菌膜研究進展

柴三中，趙亞珠

（天津職業(yè)大學，天津 300410）

通過對國內(nèi)外食品包裝用抗菌膜研究現(xiàn)狀進行分析，并針對抗菌膜目前存在的問題總結(jié)出今后發(fā)展趨勢，為促進食品包裝用抗菌膜的研發(fā)提供指導。介紹抗菌劑的抑菌作用機制及其在食品包裝膜中的應用現(xiàn)狀；總結(jié)國內(nèi)外食品包裝用抗菌膜最新研究成果，并分析國內(nèi)外研究成果之間存在的差距。食品包裝用抗菌膜的研究取得了一定成果，還需在抑菌效果及作用方式、食品安全風險評估、產(chǎn)業(yè)化應用等方面進行深入研究。隨著抗菌膜在食品安全、抗菌能力、產(chǎn)業(yè)化工藝等方面存在的問題被解決，食品包裝用抗菌膜將在食品包裝領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

食品包裝；抗菌膜；抑菌機理；防腐保鮮

食品中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，細菌/霉菌容易在食品外表/內(nèi)部生長繁殖，極易導致食品變質(zhì)[1]，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失[2]，還可能影響人體健康[3]。美國曾發(fā)生過由菠菜中大腸桿菌引起食源性疾病的事件，導致3人死亡，多人患病[4]。在眾多的食品中，由于防腐保鮮措施不當，會造成果蔬等生鮮食品損失嚴重。目前，我國果蔬等因貯藏保鮮措施不當導致?lián)p失率高達20%～35%[5]，而發(fā)達國家這一損失率約為10%～20%[6]。為減少因食品腐爛造成的損耗，人們經(jīng)常將防腐劑添加到食品中[7]或直接噴灑至食品表面。一些防腐劑（如化學防腐劑）一旦被過量攝入會影響人體健康，甚至會出現(xiàn)致癌性、致畸性和中毒等危害[8]。此外，向食品直接添加防腐劑也會影響食品的口感和風味，降低其品質(zhì)。

如何有效減少果蔬等生鮮食品的腐爛成為人們亟待解決的問題。塑料薄膜作為一種常用的食品包裝材料，將其與抗菌劑結(jié)合可制備出食品包裝用抗菌膜，可在一定程度上降低食品的腐爛損耗。近年來，科研工作者對食品包裝用抗菌膜進行了一些研究。在食品包裝用抗菌膜中，抗菌劑作為主要功能成分，對抗菌材料及產(chǎn)品的抗菌活性起著至關(guān)重要作用。如何將抗菌劑與成膜基材結(jié)合，制備出滿足食品防腐保鮮要求（抗菌能力、抗菌有效期、食品安全性等）的抗菌膜產(chǎn)品，成為目前食品包裝領(lǐng)域的一個重要研究方向。文中闡述抗菌劑的抑菌作用機制及其在食品包裝膜中的應用現(xiàn)狀，介紹抗菌膜的主要加工方法，并針對國內(nèi)外最新研究成果進行分析和總結(jié)，結(jié)合抗菌膜目前存在的問題指出未來研究方向，為促進今后食品包裝用抗菌膜的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化應用提供指導。

1 食品包裝用抗菌膜常用抗菌劑

抗菌膜可有效減少食品中致腐細菌/霉菌等微生物的繁殖和生長，從而延長食品的貨架壽命?？咕鷦┑倪x用應著重考慮其食品安全性、抑菌能力、生產(chǎn)成本、綠色環(huán)保等因素。目前，食品包裝用抗菌膜常用抗菌劑主要有：無機抗菌劑（金屬系抗菌劑、光催化型無機抗菌劑等）、有機抗菌劑（低分子有機抗菌劑、高分子有機抗菌劑）、天然抗菌劑（植物精油、殼聚糖等）[9]。

1.1 無機抗菌劑

在食品包裝用抗菌膜中，使用較多的無機抗菌劑有金屬系抗菌劑和光催化型無機抗菌劑。目前應用較多的金屬系抗菌劑為金屬離子（如Ag+、Cu2+、Zn2+等），在實際操作過程中經(jīng)常使用沸石、介孔材料等吸附介質(zhì)，在負載金屬離子后形成一種載體型抗菌劑（如載銀沸石）。在金屬系抗菌劑中，銀離子對微生物的殺菌作用極為顯著，銀離子的抑菌機制研究較多。已有研究評估了銀納米粒子及其相關(guān)產(chǎn)品的抗菌潛力，發(fā)現(xiàn)這些納米銀粒子會引發(fā)氧化應激、蛋白質(zhì)功能障礙、細胞膜和DNA損傷，從而導致微生物細胞損傷[10]。

在光催化型無機抗菌劑中，TiO2和ZnO的應用最為廣泛。TiO2的抑菌機制主要包括以下幾方面[11]。

1）輔酶A氧化。微生物細胞內(nèi)的輔酶A被氧化，造成微生物細胞呼吸作用衰退，從而導致微生物菌體死亡。

2）破壞細胞壁/膜。TiO2會損傷細胞壁和細胞膜，導致鉀離子發(fā)生非正常泄漏，最終造成微生物細胞失活。

3）破壞遺傳物質(zhì)。TiO2產(chǎn)生的·OH可直接破壞微生物的DNA雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)，從而阻礙微生物細胞的DNA復制及細胞膜的代謝功能。納米ZnO具有自激活特性，在紫外光/可見光照射條件下，表面電子（e?）被激發(fā)，形成的帶正電荷空穴易與O2和H2O生成·OH、H2O2、O2?等活性氧物質(zhì)。部分活性氧物質(zhì)可以穿透細胞壁（如H2O2）或積聚在菌體表面引起菌體細胞膜破裂（如·OH）[12]。

無機抗菌劑由于具有抗菌能力不易失效、耐熱穩(wěn)定性較好等特點，被廣泛應用于制備食品包裝用抗菌膜，尤其適用于加工溫度較高的制備工藝（如擠出吹塑等）中。在實際應用中，也存在一些缺陷，例如無機抗菌劑的食品安全性需進行評估；抗菌劑從抗菌膜向食品中的遷移規(guī)律尚不明確；無機抗菌劑大多為接觸型抗菌劑，對未直接接觸部位的抗菌效果不明顯。

1.2 有機抗菌劑

食品包裝用抗菌膜常用有機抗菌劑：低分子有機抗菌劑，主要包括有機酸類、季銨鹽類、季鏻鹽類、雙胍類等；高分子有機抗菌劑，一般由高分子聚合物結(jié)合抗菌基團（多以均聚、共聚、接枝等方式引入）制得。在有機抗菌劑中，季銨鹽類抗菌劑使用最廣泛。目前，一般認為季銨鹽的抑菌機制[13]為單鏈和雙鏈季銨鹽均可破壞微生物的細胞壁和細胞膜的完整性，還可抑制酶的活性，并影響細胞代謝。雙鏈季銨鹽處理微生物時還可阻礙微生物核酸和蛋白質(zhì)的合成。聚合季銨鹽對微生物的主要作用方式是破壞細胞壁和細胞膜結(jié)構(gòu)，引起細胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，導致微生物細胞死亡。

有機抗菌劑具有抗菌效果較好、來源廣泛、容易與成膜基材混合等優(yōu)點，但也存在耐熱穩(wěn)定性較差、抗菌有效期不長、食品安全性不高、微生物容易對有機抗菌劑產(chǎn)生耐藥性等缺點[9,14]，以上這些因素影響了有機抗菌劑在抗菌膜產(chǎn)品中的應用。

1.3 天然抗菌劑

天然抗菌劑一般是指從植物、動物、微生物等來源獲得的具有抗菌活性的成分。目前在食品包裝用抗菌膜制備過程中常用的天然抗菌劑主要有植物精油和殼聚糖等。

1）植物精油。一般采用水蒸氣蒸餾或物理壓榨等方式從植物的果實、根、莖、葉等部位獲得的具有揮發(fā)性的混合物。一些研究表明，部分植物精油對食品中常見致腐微生物具有很強的抑制和殺滅作用[15-17]。植物精油的抗菌活性可歸因于其含有的萜類化合物和酚類化合物[18-19]。在植物精油中，代表性抑菌活性成分主要有百里香酚、香芹酚、反式肉桂醛、丁香酚、香茅醛等。由于植物精油大多來源于食藥同源的植物，普遍認為其安全性較高。由于植物精油具有優(yōu)異的抑菌性能，使得它在食品活性包裝中的研究比較廣泛。植物精油的抑菌機制[20-22]：引起細胞膜結(jié)構(gòu)破壞，導致細胞內(nèi)蛋白質(zhì)和電解質(zhì)滲漏；精油能夠穿透細菌細胞膜并作用于細菌的DNA；通過影響微生物三羧酸循環(huán)（TCA Cycle）的代謝物和關(guān)鍵酶來抑制其呼吸和代謝。

2）殼聚糖。殼聚糖具有較好的成膜特性、抗菌能力和生物降解性，是一種良好的抗菌包裝候選材料。殼聚糖的抗菌機制[23]：殼聚糖帶正電荷，由于靜電引力作用，擾亂了微生物細胞中負電荷原有的分布，從而干擾其細胞壁的合成，由于缺少細胞壁的支撐，細胞膜承受不了滲透壓，從而導致細胞膜破裂，細胞內(nèi)重要成分滲出，菌體死亡；殼聚糖可以透過細胞壁，影響細胞內(nèi)部DNA和RNA的合成和復制。

天然抗菌劑具有綠色環(huán)保、對人體安全性高、抗菌效果強、抗菌譜廣、來源廣泛等優(yōu)點，是近年來研究較多的一類抗菌劑。天然抗菌劑在加工和使用過程中也存在一些問題：部分天然抗菌劑的熱穩(wěn)定性較差，在較高溫度的加工過程中容易分解/揮發(fā)從而導致抗菌效果下降；植物精油類抗菌膜在自然條件下由于易揮發(fā)可能會造成抗菌效果降低；此外，部分天然抗菌劑的價格相對較高。

2 食品包裝用抗菌膜的種類及其研究現(xiàn)狀

2.1 抗菌膜主要種類

1）聚烯烴基材抗菌膜。聚烯烴基材抗菌膜主要指以聚烯烴為基材，通過加入抗菌劑制得的抗菌薄膜，目前研究較多的基材主要有聚乙烯、聚丙烯等。聚烯烴基材抗菌膜的生產(chǎn)加工方法主要有2種：首先將抑菌劑（如納米銀或納米ZnO等）負載于其他無機粒子（如沸石）中，然后將其與聚烯烴顆?；旌?、均勻分散、吹膜制得抗菌薄膜；將抗菌單體采用接枝法負載于聚烯烴薄膜表面制備抗菌膜。

2）可降解抗菌膜?？山到饪咕ねǔＶ笇⒖咕鷦┡c可降解成膜材料混合制備而成的抗菌薄膜。目前研究較多的可降解抗菌膜的基材主要有殼聚糖、聚乳酸（PLA）、淀粉、纖維素等，其制備方法主要有溶液澆鑄法、流延法等。

3）可食用抗菌涂膜?？墒秤每咕磕づc傳統(tǒng)意義上的包裝抗菌膜有所區(qū)別，是一層附著在食品表面很薄的抗菌膜，其成膜基材通常由生物聚合物（如多糖、蛋白質(zhì)等）單獨或組合制成?？墒秤每咕磕さ难芯枯^廣泛，其制備方法大多為將抗菌劑、成膜物質(zhì)和各種助劑制備成具有抗菌功能、質(zhì)地均勻的乳液，然后將乳液涂覆于食品表面，以延長食品的貨架期。

2.2 抗菌膜國外研究成果

低密度聚乙烯（LDPE）作為一種常見的包裝薄膜原料，國外一些科研工作者將抗菌劑與其混合來制備抗菌膜，并取得了一些成果。Boschetto等[24]利用載銀沸石和LDPE采用澆鑄法制備了一種抗菌薄膜，這種摻入載銀沸石的LDPE抗菌膜對大腸桿菌有明顯抑制作用，顯示出在食品包裝中的應用潛力。Ittiachen等[25]以生香蕉皮提取物為還原劑，與硝酸銀溶液反應生成納米銀粒子，將LDPE原料與納米銀粒子經(jīng)熔融共混后，熱壓成型制得納米銀粒子質(zhì)量分數(shù)為3%的LDPE抗菌膜，經(jīng)該抗菌膜處理后的大腸桿菌生長曲線從對數(shù)期開始發(fā)生下降，并且在整個測試期內(nèi)保持穩(wěn)定。Rojas等[26]將LDPE與納米ZnO顆粒在氮氣中加熱攪拌后通過熱壓成型制得一種抗菌LDPE納米復合材料，它對大腸桿菌的抗菌率可達96%～99%。Suppakul等[27]將含有羅勒精油成分（芳樟醇、甲基黑椒酚）與乙烯醋酸乙烯酯（EVA）的預混母料與LDPE粒料混合，通過擠出機制備出厚度為45～50 μm的LDPE抗菌膜，該抗菌膜在固體培養(yǎng)基和干酪系統(tǒng)中均表現(xiàn)出對微生物的抑制作用。Azlin–Hasim等[28]將不同濃度的納米Ag粒子與LDPE混合制備納米Ag/LDPE復合膜，該抗菌膜結(jié)合氣調(diào)包裝可延長雞胸肉片的保質(zhì)期，還可顯著提高雞胸肉片的氧化穩(wěn)定性（<0.05）。Lomate等[29]將納米銅粒子（Cu–NPs）摻入LDPE基質(zhì)（預先在110 ℃下用二甲苯溶解LDPE），超聲分散均勻后使用刮刀涂膜器制得一種具有強抗菌活性和阻隔性能的抗菌膜，將它用于Peda（一種印度甜乳制品）的活性包裝，可有效延長Peda的保質(zhì)期。以上這些抗菌膜雖然取得了一些初步成果，但仍存在一些問題，例如納米銀粒子、納米銅粒子在與食品接觸時是否會發(fā)生遷移缺乏后續(xù)研究；制備過程中使用有機溶劑是否會帶來食品安全風險亦值得進一步研究。

PLA、聚乙烯醇、醋酸纖維素等作為常見的可降解材料，將抗菌劑與它們結(jié)合可制備出多種可降解抗菌膜。Muller等[30]以乙酸乙酯為溶劑，采用澆鑄法獲得負載肉桂醛的PLA薄膜，通過熱壓PLA活性層和壓縮成型的木薯淀粉膜制備雙層膜。體外抑菌試驗證明了負載肉桂醛的PLA/木薯淀粉的雙層膜對大腸桿菌和李斯特菌都具有抗菌活性。Shankar等[31]使用溶液流延法制備PLA基薄膜，使用氯化鋅和NaOH合成ZnO納米顆粒（ZnO NPs），并制備成PLA/ZnO NPs復合薄膜，該復合膜對大腸桿菌和李斯特菌均具有很強的抑制作用，將該復合膜應用于魚糜的包裝，顯示出很強的抗菌效果。Panisa等[32]采用PLA和負載不同濃度Ag+的天然橡膠接枝改性殼聚糖，通過熔融混合工藝制備成一種新型抗菌包裝膜。使用菌落計數(shù)法對5種細菌進行抑菌活性測試，發(fā)現(xiàn)抗菌薄膜可減少細菌達99%以上。Lee等[33]以瓊脂和聚乙烯醇為基材，通過在基材中添加肉桂精油制得一種抗菌膜。該抗菌膜對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均具有較好的抑制作用。研究還分析了該抗菌膜中肉桂精油的釋放動力學方程，通過數(shù)學模型發(fā)現(xiàn)肉桂精油釋放率隨溫度和相對濕度的上升成比例增加，其中相對濕度是影響肉桂精油釋放率的主要因素。Nassima等[34]使用銀納米顆粒（AgNPs）/明膠改性蒙脫石納米填料（AgM）和百里香酚制備了基于增塑醋酸纖維素/檸檬酸三乙酯（CA/TEC）的納米生物復合膜。該復合膜具有顯著的抗氧化活性，對細菌性病原菌和真菌都具有綜合抗菌活性，該研究還發(fā)現(xiàn)有機黏土的加入可控制銀的釋放，從而獲得更持久的抗菌效果。

盡管目前塑料聚合物在食品包裝領(lǐng)域應用最為廣泛，但其回收效率低（不到5%），容易導致環(huán)境中產(chǎn)生大量塑料污染物[35]。活性可食用薄膜被認為是食品包裝中常用合成聚合物的可接受替代品[36]。Agarwal等[37]制備了一種含有香葉醇的可食用薄膜。載有香葉醇的薄膜對蠟狀芽孢桿菌和大腸桿菌均顯示出很強的抗菌效果，該薄膜在食品包裝應用方面具有很高的潛力。Emiro?lu等[38]對摻入牛至精油或百里香精油的大豆蛋白可食用薄膜的抗菌活性進行了評估，發(fā)現(xiàn)其對金黃色葡萄球菌、假單胞菌等5種細菌表現(xiàn)出相似的抗菌活性。通過探索在4 ℃冷藏期間該抗菌薄膜對新鮮碎牛肉的影響，發(fā)現(xiàn)抗菌膜可使得牛肉中大腸菌群和假單胞菌屬顯著減少（<0.05）。Zareie等[39]制備了一種含有殼聚糖和γ氨基丁酸的大豆蛋白可食用膜，該抗菌可食用膜具有很強的抗氧化和抑菌性能。

2.3 抗菌膜國內(nèi)研究成果

國內(nèi)科研工作者在抗菌膜的研究方面也做了很多工作，主要包括將抗菌劑與LDPE采用吹膜工藝制備抗菌膜，將PLA與抗菌劑采用流延法制備抗菌薄膜，采用靜電紡絲制備抗菌膜等。抗菌膜在雞胸肉、櫻桃果實等的防腐保鮮應用中取得了一些成果。

國內(nèi)學者利用LDPE和抗菌劑通過采用不同工藝制備了多種抗菌膜。薄艷娜等[40]將納米銀粉末、添加劑、LDPE母粒按一定比例熔融共混造粒，并采用吹膜工藝制備了一種納米銀–LDPE包裝膜。賈曉云等[41]采用共混擠出吹塑法制備了留蘭香提取物/聚丙烯和留蘭香提取物–β–環(huán)糊精–聚丙烯抗菌包裝袋，將這2種抗菌包裝袋對中溫乳化香腸進行真空包裝，結(jié)果表明，質(zhì)量分數(shù)為1%的留蘭香取物–β–環(huán)糊精–聚丙烯抗菌薄膜具有持久抑菌效果，可延長香腸貨架壽命至50 d。張臻臻[42]通過共混擠出吹塑的方法制備了一種線性低密度聚乙烯/改性納米ZnO抗菌膜，其對大腸桿菌的抗菌率可達90%以上。汪敏等[43]以SiO2負載納米銀顆粒為抗菌劑，以PE為基材，通過共混改性、擠出造粒、吹膜制備出納米銀PE薄膜。當納米銀質(zhì)量分數(shù)為4%時，該抗菌膜可抑制白菜的主要致腐微生物的生長，可有效降低白菜的腐爛率。曹國洲[44]將改性納米銀與雜多酸鹽抗菌劑進行復配，并與聚丙烯（PP）進行熔融共混，通過平板硫化機熱壓成型制得一種PP復合抗菌膜。當改性納米銀（M–Ag）和季磷鹽（P4–PW）的質(zhì)量分數(shù)分別為0.05%和0.5%時，該抗菌膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率均超過97%。鐘樂等[45]在聚乙烯膜（PE）表面依次涂布丙烯酸樹脂陰離子乳液和殼聚糖/檸檬油成膜液，制備了一種可用于食品包裝的抗菌膜。在4 ℃貯藏條件下，該抗菌膜與PE膜相比可延長豬肉保質(zhì)期2 d。然而，上述抗菌膜中抗菌劑是否會向食品遷移，遷移量是否會超標，抗菌膜的抗菌能力是否滿足食品包裝的實際需求還有待一步研究。

不少研究人員采用流延法/刮膜法制備了多種基于PLA/殼聚糖的抗菌膜。歐陽銳等[46]將殼聚糖溶液與PLA溶液、肉桂醛、丁香油、甘油按照一定比例共混攪勻，倒入模具，在60 ℃下干燥成膜，制得一種復合抗菌膜。當該復合抗菌膜中肉桂醛和丁香油的體積比為1∶1和2∶1時，可以延長雞胸肉的貨架期2～3 d。成淑君等[47]以肉桂精油、殼聚糖、木薯淀粉等為原料，采用流延法制備木薯淀粉–殼聚糖–肉桂精油復合膜，該抗菌膜可延長紅提的貯藏期。魏曉奕等[48]將丁香油添加至菠蘿葉纖維–離子液體膜液中，使用流延法制備抗菌膜，在4 ℃條件下將它應用于豬肉包裝中，可延緩豬肉菌落總數(shù)的上升時間，延長豬肉貨架期3～5 d。李洋洋等[49]以PLA、聚羥基脂肪酸酯為基材，使用吸附薄荷精油的硅藻土為抑菌劑，采用雙螺桿擠出機共混后使用流延機制備可降解抗菌膜，在4 ℃下包裝櫻桃，可有效保持櫻桃果實品質(zhì)，延長其貯藏期。張健等[50]通過在殼聚糖溶液中加入石墨烯粉末，超聲處理后刮膜、干燥制得石墨烯/殼聚糖抗菌膜，該抗菌膜可抑制冷鮮豬肉菌落總數(shù)的上升，當石墨烯質(zhì)量分數(shù)為4%時，可延長豬肉貨架期3 d。

靜電紡絲和接枝改性也是近年來制備抗菌膜的主要方法。李林建等[51]以肉桂醛和PLA為主要原料，使用靜電紡絲方法制備了一種基于肉桂醛的PLA抗菌膜，并在4 ℃條件下將它應用于豬肉保鮮包裝，當肉桂醛質(zhì)量分數(shù)為3%時，該抗菌膜可延長豬肉貨架期6 d。林珊等[52]以ZnCl2水溶液為溶劑，采用鹽酸胍改性氧化纖維素，制備一種具有抗菌功能的原位接枝纖維素膜，該纖維素膜可明顯抑制大腸桿菌和葡萄球菌生長。然而，上述抗菌膜制備過程中使用的溶劑是否會存在殘留超標，抗菌膜的力學性能是否滿足食品包裝要求仍有待進一步探索。

通過對比分析近年來國內(nèi)外研究成果可知，國內(nèi)外科研工作者關(guān)于食品包裝用抗菌膜的研究大多集中在聚烯烴基材抗菌膜、可降解抗菌膜和可食用抗菌涂膜等研究上。國內(nèi)外研究成果在抗菌膜的產(chǎn)品種類、制備方法及其在食品防腐保鮮中的應用等方面存在相似之處，但在具體研究內(nèi)容和分析方法上，國內(nèi)外研究成果之間還存在一些差距。部分國外研究成果在研究抗菌膜對被包裝食品中微生物的影響時，研究的微生物種類相對全面一些。Emiro?lu等[38]不僅研究了可食用大豆抗菌薄膜對被包裝碎牛肉中菌落總數(shù)的影響，還研究了它對碎牛肉中乳酸菌、葡萄球菌屬、假單胞菌屬、大腸菌群等微生物的影響；而國內(nèi)研究內(nèi)容一般主要測試食品中的菌落總數(shù)[48,50]。大多國內(nèi)科研工作者在研究聚烯烴基材抗菌膜時，側(cè)重于將抗菌劑與聚烯烴母?；旌洗的ず鬁y試其抑菌效果，而部分國外研究成果對聚烯烴基材抗菌膜不僅研究抗菌膜的抑菌性能，還研究了其抗菌劑（如Zn2+）的釋放規(guī)律[26]。總體而言，與國外研究成果相比，國內(nèi)關(guān)于食品包裝抗菌膜的研究工作起步較晚，尤其在以下幾個方面有待進一步深入研究，如抗菌膜對食品中多種微生物的抑制效果，抗菌膜中抗菌劑的釋放規(guī)律，以及抗菌劑的抑菌機理等。

3 食品包裝用抗菌膜今后研究方向

3.1 優(yōu)化抗菌膜的抑菌效果及作用方式

按照抗菌作用方式可將食品包裝用抗菌膜分為直接接觸型抗菌膜和氣相緩釋型抗菌膜。直接接觸型抗菌膜所用抑菌劑多為無機型抗菌劑、有機抗菌劑和部分天然抗菌劑（如殼聚糖），氣相緩釋型抗菌膜多使用植物精油。目前抗菌膜存在的問題在于抗菌膜采用體外抑菌測試法具有一定的抑菌效果，但是在使用抗菌膜包裝食品時，對未接觸抗菌膜的部位抑菌作用不明顯，導致抗菌膜對于延長食品貨架期的效果不顯著。一些氣相緩釋型抗菌膜對食品具有熏蒸抑菌效果，對抑制食品中致腐微生物的生長具有較理想的效果。氣相緩釋抗菌膜也存在一些問題，例如抗菌劑的緩釋速率目前無法進行有效調(diào)控。在今后食品包裝用抗菌膜的研發(fā)過程中，應注重提升抗菌膜的抑菌能力，并優(yōu)化其作用方式，實現(xiàn)抗菌劑的可控釋放，既可持久抑菌又不會對食品造成副作用。

3.2 開展食品安全性風險評估

隨著人們對食品安全重視程度的提升，食品包裝用抗菌膜使用的抗菌劑越來越趨于選用一些安全性較高的抗菌劑。無機抗菌劑中使用較多的金屬系抗菌劑和光催化型抗菌劑對人體的安全性值得探究，其添加量的關(guān)鍵限值應更加明確，尤其要對一些新型納米抗菌劑的安全性進行風險評估。植物精油作為食品包裝抗菌膜中常用的一種抗菌劑，它從包裝材料中的釋放量也需要進行控制和風險評估。在食品包裝用抗菌膜的研發(fā)過程中，對抗菌劑進行食品安全風險評估至關(guān)重要。近年來，國家相關(guān)部門頒布了一系列針對食品接觸材料的國家標準，GB 4806.1—2016規(guī)范了食品接觸材料在食品安全方面的總體要求，GB 4806.7— 2016針對塑料材質(zhì)食品接觸材料的理化指標及添加劑提出了具體要求，塑料材質(zhì)食品接觸材料所用原輔料必須符合GB 9685—2016。食品包裝用抗菌膜的原輔料及成品是否符合相應國家標準，在目前的研究中容易被忽視，今后需加強這方面的研究。

3.3 加強抗菌膜產(chǎn)業(yè)化應用研究

截至目前，國內(nèi)外一些科研工作者對食品包裝用抗菌膜進行了很多研究，但這些研究絕大部分仍處于實驗階段，未見產(chǎn)業(yè)化的商品上市。分析其主要原因：食品包裝用抗菌膜的抗菌效果目前還未能滿足食品包裝的要求；抗菌膜在食品安全風險方面的評估工作還未得到深入開展，某些實驗成果是否能滿足食品安全要求還未可知；抗菌膜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝的探索及生產(chǎn)成本控制還有待研究。今后需要針對特定的食品開發(fā)相應的抗菌膜，使其在應用方式上更加實用，同時在食品安全風險方面進行必要的評估，并在生產(chǎn)成本方面進行控制，最終推動食品包裝用抗菌膜的產(chǎn)業(yè)化。

4 結(jié)語

經(jīng)過近年來的發(fā)展，食品包裝用抗菌膜的研究取得了長足進步。由于存在技術(shù)、成本、安全等方面的問題，目前食品包裝用抗菌膜距離產(chǎn)業(yè)化應用仍有一段距離，需廣大科研工作者從技術(shù)上攻克食品包裝用抗菌膜抑菌效果不夠強、作用方式不夠?qū)嵱玫葐栴}，同時要對使用的抗菌劑和其他原輔料從食品安全角度進行風險評估，并從產(chǎn)業(yè)化應用方面不斷改進生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本。隨著上述問題被逐漸解決，食品包裝用抗菌膜將在減少食品損耗、延長食品貨架壽命、保障消費者身體健康方面發(fā)揮重要作用。

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Research Progress of Antimicrobial Films for Food Packaging

CHAI San-zhong, ZHAO Ya-zhu

(Tianjin Vocational Institute, Tianjin 300410, China)

The work aims to analyze the research status of antimicrobial films for food packaging at home and abroad and summarize the future development trends considering the existing problems, thus providing guidance for the research and development of antimicrobial films for food packaging. The antimicrobial mechanisms of antimicrobial agents and their application status in preparing antimicrobial films for food packaging were introduced. The latest researches of antimicrobial films for food packaging at home and abroad were summarized and the gaps between these researches were analyzed. Some progresses have been achieved in researches of antimicrobial films for food packaging and in-depth researches are still required in terms of antimicrobial effects, assessment of food safety risks, and industrialization. With the problems of antimicrobial films in food safety, antimicrobial ability, industrial technology, etc. being solved, antimicrobial films for food packaging will play an important role in the field of food packaging.

food packaging; antimicrobial films; antimicrobial mechanism; preservation

TS206.4

A

1001-3563(2022)15-0178-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.15.020

2021–11–22

天津職業(yè)大學校企協(xié)同創(chuàng)新項目（2021070204）；天津職業(yè)大學橫向課題（60002/604180）

柴三中（1978—），碩士，天津職業(yè)大學副教授，主要研究方向包裝印刷材料、包裝與印刷機械設計與優(yōu)化、運動分析等。

責任編輯：曾鈺嬋