关键词:抗菌包装材料 食品包装材料 有害微生物 应用 制备 细菌感染 抗菌材料 直接接触 营养成分
前言
自然界的有害微生物一直以来严重地威胁着人类的健康,全世界每年都有有数百万人死于细菌感染。人类感染细菌的途径之一就是通过入口的食物，而食品包装材料一般是与食品直接接触的，食物丰富的营养成分在高湿的包装内部环境下就成为为微生物滋生繁殖的营养源。因此，具有抗菌保鲜功能的食品包装材料的研制就显得非常重要。抗菌材料是指本身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。目前，抗菌材料的种类繁多，大体上包括抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷和抗菌金属。抗菌材料的制备一般是将抗菌剂以适当的方式添加到基材中或涂覆在基材表面形成抗菌层，因此可以说，抗菌材料的研制可以归结到抗菌剂的研制上来。
2、抗菌剂
2．1抗菌剂的种类
目前，抗菌剂的种类有无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂、高分子抗菌剂和光催化型抗菌剂等，这里主要介绍无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂及其抗菌机理。
2．1．1无机抗菌剂
无机抗菌剂目前研究较多的是银系抗菌剂。银系抗菌剂是利用银、铜、锌等金属本身具有的抗菌性，通过物理吸附或离子交换等方法，将银、铜、锌等金属离子固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入制品中，获得具有抗菌性的材料。银系抗菌剂的抗菌机理主要是接触杀菌，当菌类的负电荷表面吸附一定浓度的金属离子时，金属离子就能吸附到细胞膜的蛋白质上，浓度增大时能和细菌中蛋白质的一SH(硫醇)结合，使微生物不能进行能量代谢，从而导致蛋白质变性，破坏其生理机能。无机抗菌剂的主要特点是耐热性好、抗菌范围广、有效抗菌期长、毒性低、不产生耐药性。
2．1．2有机抗菌剂
有机抗菌剂主要可用作杀菌剂、防霉剂、防腐剂。杀菌剂主要有四价铵盐，双胍类化合物，乙醇等，其作用机理是破坏细胞膜，使一SH酸化，导致蛋白质变性，代谢受阻。防腐剂主要有甲醛，已噻唑，有机卤素化合物，有机金属等，其抗菌机理与杀菌剂相同。防霉剂主要有毗啶，咪唑，噻唑，卤代烷，碘化物等，其作用机理是使细菌代谢受阻，阻碍DNA的合成。
2．1．3天然抗菌剂
此类抗菌剂是以天然原材料作为抗菌剂，主要有壳聚糖、山梨酸等，目前研究颇多的是壳聚糖。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，是一种聚氨基葡萄糖。壳聚糖具有良好的成膜性，通透性和抗菌性，其抗菌机理一般认为是由两步来完成的：首先，在酸性条件下，壳聚糖分子中的一NH2与细菌细胞壁所含的硅酸、磷酸脂等解离出的阴离子结合，其结果是使细菌的自由活动受阻，从而阻碍细菌的大量繁殖；然后，壳聚糖进一步低分子化，通过细胞壁进入细菌的细胞内，使遗传因子从DNA到RNA的转变过程受阻，造成细菌无法繁殖。该天然抗菌剂来源丰富，也可单独用来涂膜包装，应用前景广阔。
2．2抗菌剂的选择条件
在抗菌材料的实际应用过程中，应根据材料的用途和加工方法等要求，对抗菌剂进行必要的选择，主要考虑的因素有：
2．2．1抗菌效果
抗菌效果主要是由 I C值(阻碍细菌繁殖的抗菌剂的最小浓度)体现出来的， I C值越小证明抗菌效果越好。对于添加了抗菌剂的抗菌材料来说，其抗菌能力主要是依赖材料表面的抗菌剂来实现的，因此，添加量一般要高于其HI C值
2．2．2抗菌范围
不同的抗菌剂对于不同的细菌具有不同的抗菌能力，也就是说抗菌剂只对特定的细菌表现出抗菌性，在选择抗菌剂的时候应考虑抗菌剂的抗菌范围，抗菌范围当然越广越好。但是达不到时也可以对几种不同的抗菌剂进行复配，以期达到理想的抗菌范围。
2．2．3安全性
作为食品包装材料，抗菌剂的选用一定要对人体无害，应避免使用具有急性毒性、慢性毒性、气味较大、刺激皮肤等类的抗菌剂。由此看来，有机抗菌剂的使用就具有很大的局限性，而无机抗菌剂和天然抗菌剂则因其安全性成为应用的热点。
