釋放型抗菌包裝技術在食品防腐保鮮中的應用

李可人++姜佳君++張弛++徐駿++李丹

摘要：隨著我國經濟的快速發展，消費者對食品安全及營養健康的要求不斷提高，創新食品防腐保鮮方式已成為現代食品工業發展的重點方向。在消費市場的驅動下，食品防腐保鮮與抗菌包裝技術得到迅速發展，該技術在延長食品保藏期、維持良好感官及食用品質方面取得較好的效果。本文總結概括了幾種抗菌包裝技術方法，并指出不同方法之間的優缺點，用以指導生產實踐工作。

關鍵詞：食品；抗菌包裝；技術研究

中圖分類號： TS213.4 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.15.047

1 食品抗菌包裝

食品抗菌包裝，是指將食品及抗菌物質添加至食品包裝材料中形成的一種新的包裝系統，是活性包裝的重要分支。抗菌物質與食品包裝材料的結合方式有多種，在生產實踐中可將食品級抗菌劑直接加入食品包裝材料中，或通過離子鍵、共價鍵將抗菌劑固化在包材表面，或采用抗菌獨立小包裝等形式，或在食品包裝表面包覆或吸附抗菌劑，或采用本身具有抗菌作用的包裝材料，都能達到減緩微生物生長速度、延長微生物停滯期、減少微生物成活數量的抑菌防腐作用。抗菌包裝的發展，為食品保鮮提供了新的方法，在一定程度上降低了對食品防腐劑等食品添加劑的依賴。

食品級抗菌劑是抗菌包裝系統的核心。一般根據抗菌劑的作用方式，分為固化型、吸收型、釋放型三種。抗菌包裝的作用機理也因抗菌劑的作用方式而存在不同。固化型抗菌包裝，將抗菌劑固化在包材表面通過與食物結接觸滅菌；吸收型抗菌包裝，利用氧氣吸收劑抑制微生物繁殖；釋放型抗菌包裝，利用抗菌氣體防腐。相比之下，釋放型抗菌包裝形式憑借氣體的揮發逸散性能實現包裝內各角落的滅菌，其抗菌效果的徹底性明顯優于前兩種形式。

2 氣態抗菌劑抗菌原理及效果分析

釋放型抗菌包裝是將抗菌氣體生成劑制成獨立香囊或加入包裝材料中，置入密封包裝內部的一種抗菌包裝形式，二氧化氯、乙醇、二氧化硫是常用的氣態抗菌劑。

二氧化氯氣體本身無色、無味，為公認的高效廣譜殺菌劑。在抗菌包裝體系中，主要采用合成樹脂等材料吸附二氧化氯水溶液制成固體二氧化氯發生劑，封裝為獨立小袋中置入密封包裝內，在緩慢釋放低濃度二氧化氯氣體的過程中實現滅菌效果。二氧化氯具有較強的氧化能力，殺菌能力較強。采用二氧化氯的滅菌包裝相對與其他傳統殺菌方式，經特殊制備，氣體擴散能力強，而且其釋放速率可控，殺菌時效長達30天左右。

乙醇憑借其較強的滲透力和殺菌力也是一種非常理想的食品抗菌劑。20世紀70年代，日本已經開始使用乙醇作為食品抗菌劑應用于醬油、調料、腌菜等，其抗菌機理主要表現在兩個層面：一是乙醇分子與菌體蛋白質分子的肽鏈環節反應，使其變性；二是乙醇分子會與菌體的細胞膜相互作用，弱化其對細胞質的滲透作用，導致細胞質的滲透與泄漏不平衡，引起細菌的新陳代謝障礙。

二氧化硫也是一種強烈的殺菌劑，是一種酸性氧化物，遇水生成亞硫酸，二氧化硫作為抗菌包裝的殺菌劑使用時，既可將二氧化硫發生劑（例如焦亞硫酸鈉等）添加到包裝材料之中，制成控釋抗菌包裝，也可做成獨立小包置入密封包裝中。這種二元中強酸分子進入微生物細胞內，改變了微生物原生質的pH值，造成原生質與核酸分解而使微生物致死。

3 釋放型抗菌包裝應用的功能性與安全性

就目前的應用現狀看，釋放型抗菌包裝形式仍處于起步階段，釋放型抗菌包裝依抗菌劑的不同其滅菌原理也存在差異，釋放型抗菌包裝抗菌的徹底性和長期性具有其他抗菌方式不可比擬的優勢。但如何保障其安全性等問題，仍需解決。

部分氣態抗菌包裝是將抗菌氣體發生劑添加于包裝材料中制得的，氣態抗菌劑對包裝材料物性要求高。這要求包裝材料的硬度、延展性、拉伸性較強，并對氣體透過性、水分吸收性、水蒸氣透過性、耐油性和光澤度等帶來變化。

抗菌氣體的生成速率和滲透率在抗菌包裝技術中至關重要。部分釋放型抗菌包裝將氣體發生劑封裝在獨立小袋中置入食品包裝中，抗菌氣體緩慢釋放是抗菌效果持續性的關鍵點，氣體發生劑自行揮發或與水蒸氣反應緩慢釋放出抗菌氣體，實現殺菌目的。所以應解決好該氣體滲透出抗菌劑包裝材料的速率以及水蒸氣滲入抗菌劑包裝材料的速率。

不同種類的抗菌氣體在滅菌時，需要的濃度各不相同。氣體濃度的控制主要與氣體發生劑的產生速率和滲透速率有關。為避免影響食品的天然風味，在生產中不應該使用過高濃度的乙醇氣體抑菌，而對于二氧化氯氣體來說，若濃度較高會有爆炸的危險，若濃度過小基本上無明顯的殺菌作用。所以，有效的控制抗菌氣體生成量和滲透量至關重要。

雖然在抗菌包裝體系中使用的抗菌氣體，例如乙醇、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性，所以也應考慮抗菌氣體對環境影響的安全問題。因此，無論抗菌劑如何與食品包裝材料有機結合，都要充分考慮抗菌氣體對外包裝材料的滲透性，避免安全問題，提高抗菌包裝系統效率。

參考文獻

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作者簡介：李可人，本科學歷，助理工程師，研究方向：食品科學與工程。