與電器部件和家具之類的貨物不同,食品是容易腐敗的各種成分的組合混成物。食品有一個安全性問題,相對的貨架期較短。
食(shi)品(pin)包(bao)裝(zhuang)的(de)首(shou)要(yao)目(mu)的(de)是(shi)為(wei)了(le)保(bao)護(hu)內(nei)容(rong)物(wu)。現(xian)有(you)的(de)食(shi)品(pin)包(bao)裝(zhuang)已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)了(le)為(wei)改(gai)善(shan)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)的(de)功(gong)能(neng)或(huo)賦(fu)予(yu)新(xin)功(gong)能(neng)而(er)利(li)用(yong)各(ge)種(zhong)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)新(xin)材(cai)料(liao),它(ta)們(men)除(chu)了(le)有(you)延(yan)長(chang)被(bei)包(bao)裝食品貨架期的功能以外,也具有保持食品營養性和安全性的特殊功能。
這種具有活性化包裝的技術是利用了食品成分、包裝材料以及包材內部氣體之間的相互作用所形成的許多新功能,如氧氣捕集、抗菌活性、水分捕捉、乙烯氣捕集以及去除乙醇等功能,為食品的防腐保鮮提供充分有利的條件,延長了被包裝食品的貨架期。
抗(kang)菌(jun)食(shi)品(pin)包(bao)裝(zhuang)將(jiang)抗(kang)菌(jun)劑(ji)注(zhu)入(ru)在(zai)聚(ju)合(he)物(wu)中(zhong),使(shi)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)具(ju)備(bei)抑(yi)製(zhi)微(wei)生(sheng)物(wu)增(zeng)殖(zhi)和(he)殺(sha)滅(mie)菌(jun)類(lei)的(de)新(xin)功(gong)能(neng),這(zhe)種(zhong)抗(kang)菌(jun)技(ji)術(shu)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)應(ying)用(yong)在(zai)食(shi)品(pin)的(de)薄(bo)膜(mo)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)上(shang),也(ye)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)在(zai)包(bao)裝(zhuang)容(rong)器(qi)和(he)食(shi)品(pin)器(qi)材(cai)等(deng)多(duo)種(zhong)形(xing)態(tai)中(zhong)。
食品包裝材料的抗菌活性可以通過抗菌劑、照射、氣體發射和瞬間滅菌的方法獲得。照射法利用的是放射性材料、紫外線暴露材料和遠紅外線陶瓷粉等各種材料。但迄今為止,食品包裝材料利用此類照射的方法尚未獲得FDA的認可。
氣qi體ti發fa射she法fa可ke以yi控kong製zhi黴mei菌jun生sheng長chang,在zai草cao莓mei和he葡pu萄tao的de貯zhu存cun中zhong,為wei防fang止zhi黴mei變bian,人ren們men可ke以yi利li用yong在zai包bao裝zhuang袋dai內nei產chan生sheng二er氧yang化hua硫liu氣qi體ti。雖sui然ran這zhe種zhong方fang法fa甚shen為wei簡jian便bian可ke行xing。但dan目mu前qian含han有you二er氧yang化hua硫liu氣qi體ti之zhi類lei殺sha菌jun性xing氣qi體ti包bao裝zhuang材cai料liao還hai未wei見jian上shang市shi銷xiao售shou,處chu在zai研yan究jiu階jie段duan。
氧yang氣qi捕bu集ji係xi統tong是shi指zhi通tong過guo吸xi收shou包bao裝zhuang材cai料liao內nei殘can存cun的de氧yang氣qi,來lai防fang止zhi食shi品pin氧yang化hua和he抑yi製zhi好hao氣qi性xing微wei生sheng物wu,尤you其qi是shi抑yi製zhi黴mei菌jun的de生sheng長chang。在zai食shi品pin包bao裝zhuang袋dai中zhong使shi用yong脫tuo氧yang劑ji是shi最zui好hao的de例li子zi。
抗(kang)菌(jun)物(wu)質(zhi)將(jiang)抗(kang)菌(jun)保(bao)存(cun)劑(ji)注(zhu)入(ru)到(dao)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)中(zhong),通(tong)過(guo)釋(shi)放(fang)出(chu)一(yi)定(ding)比(bi)例(li)的(de)抗(kang)菌(jun)成(cheng)分(fen)而(er)發(fa)揮(hui)抗(kang)菌(jun)活(huo)性(xing)是(shi)抗(kang)菌(jun)性(xing)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)的(de)主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)和(he)重(zhong)要(yao)特(te)性(xing)。而(er)脫(tuo)氧(yang)劑(ji)或(huo)氧(yang)吸(xi)收(shou)劑(ji)則(ze)是(shi)通(tong)過(guo)某(mou)種(zhong)黴(mei)氧(yang)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)或(huo)耗(hao)氧(yang)氣(qi)的(de)酶(mei)(如葡萄糖氧化酶)將包裝製品內的殘存氧從頂隙中降低濃度或接近零,從而達到防止食品的氧化變色和由黴菌引發的腐敗變質。
適用於食品包裝的一般抗菌化學物質有有機酸鹽、亞硫酸、亞硝酸、抗生素和乙醇等。例如山梨酸及其鉀鹽常被用於奶酪製品包裝的保存劑,它們可以在天然幹酪的蠟層、baozhuangzhidetulacengyijiyukeshixingdanbaizhixianliangtianjiahunhehoushiyong。qiquedianshizhexiecailiaomuqianhaibunengzuodaorenyikongzhikangjunjideshifanghezhuanyidesudu,hennandadaojinshanjinmeidexiaoguo。
還有另一些化學物質、氣體、酶及天然成分也正在被試用作為抗菌劑和殺菌劑。它們是丙酸、過氧化物、O3、二氧化氯、丁子香酚(丁香酚)、月桂醛、異氰酸丙酯、溶菌酶、乳酸鏈球菌素等。由於考慮到可食性問題,天然成分比過氧化氫、O3、二氧化氯等更適用於抗菌包裝係統中。
近年來,生物分解性聚合物材料一般都被同各種防腐劑、天然抗菌劑一起組合使用於可食性塗層和薄膜包裝材料中,使它的抗菌功能更好。
抗菌包裝係統幾乎所有的食品包裝係統都是由包裝材料、食品和頂隙所構成。包裝食品係統是食品與包裝材料直接接觸,或者是沒有頂隙的低黏度或液態狀食品。各種外包蠟層的幹酪、精美食品和無菌磚狀包裝(利樂包)是最有代表性的例子。
在包裝/頂隙/食品的構成係統中,有軟包裝、瓶、罐、杯bei和he紙zhi盒he等deng不bu同tong的de包bao裝zhuang形xing式shi。與yu隻zhi同tong食shi品pin和he包bao裝zhuang材cai料liao接jie觸chu的de有you一yi部bu分fen轉zhuan移yi的de不bu揮hui發fa性xing成cheng分fen相xiang比bi,揮hui發fa性xing成cheng分fen可ke以yi通tong過guo包bao裝zhuang材cai料liao與yu食shi品pin之zhi間jian的de頂ding隙xi和he頂ding蓋gai發fa生sheng較jiao大da的de轉zhuan移yi。如ru果guo能neng對dui於yu從cong食shi品pin包bao裝zhuang材cai料liao中zhong釋shi放fang的de抗kang菌jun物wu質zhi控kong製zhi其qi釋shi放fang速su度du和he轉zhuan移yi運yun動dong,對dui抗kang菌jun包bao裝zhuang係xi統tong實shi現xian其qi抗kang菌jun功gong能neng是shi十shi分fen重zhong要yao的de。
包裝係統的設計可以影響抗菌薄膜和包裝設計的主要因素如下:
成形條件和抗菌活性的殘存活性物質的抗菌活性會在薄膜或容器成形過程中、加工或貯存及配送流通中劣化。抗菌活性在高溫、高剪切和高壓條件下的擠出成形過程中可以幾乎完全因劣化而失去效用。因此,擠出機內的溫度、壓力及材料在機內滯留時間是預測抗菌活性殘存量的重要依據。
複合、印刷、幹gan燥zao和he貯zhu存cun等deng加jia工gong操cao作zuo的de影ying響xiang,粘zhan合he劑ji和he溶rong劑ji的de影ying響xiang也ye應ying該gai作zuo定ding量liang分fen析xi。除chu了le化hua學xue分fen解jie以yi外wai,揮hui發fa性xing成cheng分fen很hen可ke能neng在zai成cheng形xing和he貯zhu存cun中zhong損sun失shi,導dao致zhi活huo性xing降jiang低di。
抗菌物質與食品特性生長———抑yi製zhi材cai料liao和he反fan應ying速su度du是shi設she計ji抗kang菌jun包bao裝zhuang係xi統tong時shi首shou先xian需xu要yao探tan討tao的de重zhong要yao因yin素su。微wei生sheng物wu增zeng殖zhi的de數shu學xue模mo式shi是shi由you抑yi製zhi反fan應ying速su度du和he材cai料liao所suo構gou成cheng的de。因yin此ci,抗kang菌jun劑ji的de釋shi放fang速su度du設she計ji必bi須xu在zai對dui微wei生sheng物wu增zeng殖zhi速su度du研yan究jiu的de基ji礎chu上shang,以yi保bao持chi其qi臨lin界jie抑yi製zhi濃nong度du以yi上shang為wei基ji準zhun依yi據ju。
由於食品有pH、水分活性、碳源、氮源和氧分子等各種不同的化學和生物學特性,因此不同食品其微生物和對抗菌劑形成的環境條件也不同。例如食品的pH是shi對dui微wei生sheng物wu增zeng殖zhi發fa生sheng影ying響xiang的de條tiao件jian。水shui分fen活huo性xing也ye有you同tong樣yang對dui微wei生sheng物wu抗kang菌jun活huo性xing和he活huo性xing物wu質zhi穩wen定ding化hua產chan生sheng影ying響xiang的de因yin素su。包bao裝zhuang內nei頂ding隙xi中zhong的de氧yang可ke以yi為wei好hao氣qi性xing微wei生sheng物wu利li用yong,包bao裝zhuang材cai料liao的de氧yang透tou過guo性xing能neng改gai變bian頂ding隙xi的de含han氧yang濃nong度du。
因此,為了設計抗菌包裝,對食品的pH、水分活性、包裝材料透氧性及微生物性狀等進行研究是必不可少的。
貯zhu存cun溫wen度du食shi品pin貯zhu存cun的de溫wen度du可ke以yi使shi化hua學xue保bao存cun劑ji的de抗kang菌jun活huo性xing發fa生sheng變bian化hua。製zhi造zao和he配pei送song流liu動dong中zhong的de溫wen度du條tiao件jian決jue定ding了le抗kang菌jun活huo性xing受shou熱re影ying響xiang的de程cheng度du,故gu需xu要yao記ji錄lu備bei查zha,熱re處chu理li、貯存溫度與化學保存劑的組合、能增大微生物對熱和化學藥物的敏感度,因而產生增擴功效的作用。揮發性化學藥品可以對包裝內頂隙氧產生影響。
物(wu)質(zhi)的(de)移(yi)動(dong)最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)移(yi)動(dong)係(xi)統(tong)是(shi)由(you)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)向(xiang)食(shi)品(pin)擴(kuo)散(san)釋(shi)放(fang)活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen)。抗(kang)菌(jun)包(bao)裝(zhuang)中(zhong)的(de)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)與(yu)食(shi)品(pin)之(zhi)間(jian)至(zhi)少(shao)有(you)二(er)層(ceng)間(jian)隔(ge)。使(shi)用(yong)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)時(shi),可(ke)以(yi)是(shi)三(san)層(ceng)以(yi)上(shang)的(de)間(jian)隔(ge)結(jie)構(gou)。此(ci)時(shi),活(huo)性(xing)材(cai)料(liao)每(mei)一(yi)層(ceng)間(jian)隔(ge)的(de)擴(kuo)散(san)性(xing)可(ke)以(yi)影(ying)響(xiang)到(dao)總(zong)的(de)擴(kuo)散(san)形(xing)態(tai)和(he)結(jie)果(guo)。同(tong)時(shi),抗(kang)菌(jun)活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen)在(zai)食(shi)品(pin)中(zhong)的(de)擴(kuo)散(san)也(ye)影(ying)響(xiang)到(dao)總(zong)體(ti)的(de)擴(kuo)散(san)效(xiao)果(guo)。
多層結構的抗菌劑釋放係統是由抗菌劑的阻隔性外層、抗菌劑含有層、shifangkongzhicengyijidadaoshipindebiaomiancengdenggoucheng。kongzhicengshizhuanweikongzhishifangchuqishijianjishajunjishentoudeguanjiancengci。yinggaigenjubutongweishengwufubaiheshipintexing,zhuanmenshejihaobaozhuangjiegoucengdehouduhexiangyingdekuosanxing。kangjunhuoxingkongzhicengyoukangjuncenghehuoxingwuzhizaiticengzuheerchengdefuheceng。rongqihebomoyiyang,keyiyouduocengcailiaojingzhenkongxisuheyakongchengxingjiagongzhicheng。zhihesuliaoyeyiyang,yeyoukangjundezhibaozhuangcailiao。zhishiduokongzhicailiao,kangjunjikeyichuankongerguo,qikangjunhuoxingtongyangyekeyiyinhanshuiliang、氣體透過性、物理強度、光學特性和表麵特性之類的低材性能而得到改善。
包材的物理特性為減少由微生物引起的食品腐敗變質,在包裝材料中添加抗菌活性物質後,一般都會對包裝材料的物理特性、加工性、機械適用性產生影響。對於材料的抗拉伸強度、破裂強度和韌性等機械加工性能以及如對氧的透過性、水蒸氣通過性、潤濕性、水分吸收性、耐油性、明亮度和光澤度等都發生了細微變化。
danshi,jishitianjialehuoxingwuzhi,yebixubaochibaozhuangcailiaodexingneng。suliaocailiaozhongtianjiadehuoxingjifenziyuyibangongjuwudebiyaoxiaodeduo,tianjialiangyehenshao。zaishejiyouliangdekangjunbaozhuangxitongshi,huaxuewuzhifenbuzaijuhewudefeijingtijiegouzhong,buzhiyuhendadiyingxiangsuliaobaozhuangcailiaodejixieqiangdu。yiyouyanjiubaogaozhichu,zaiLDPE薄膜中添加山梨酸鉀,不會影響到抗拉伸強度的變化。
如(ru)果(guo)考(kao)慮(lv)到(dao)較(jiao)大(da)的(de)抗(kang)菌(jun)劑(ji)分(fen)子(zi)對(dui)聚(ju)合(he)物(wu)非(fei)晶(jing)體(ti)領(ling)域(yu)的(de)影(ying)響(xiang)與(yu)相(xiang)對(dui)較(jiao)小(xiao)抗(kang)菌(jun)劑(ji)分(fen)子(zi)的(de)影(ying)響(xiang)不(bu)會(hui)有(you)太(tai)大(da)不(bu)同(tong),變(bian)化(hua)不(bu)會(hui)很(hen)大(da)。但(dan)是(shi),在(zai)聚(ju)合(he)物(wu)非(fei)晶(jing)體(ti)領(ling)域(yu)和(he)紙(zhi)的(de)多(duo)孔(kong)質(zhi)領(ling)域(yu)內(nei),高(gao)濃(nong)度(du)的(de)抗(kang)菌(jun)劑(ji)物(wu)質(zhi)和(he)飽(bao)和(he)態(tai)下(xia)的(de)大(da)粉(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)將(jiang)會(hui)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。添(tian)加(jia)抗(kang)菌(jun)劑(ji)除(chu)了(le)可(ke)使(shi)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)的(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)以(yi)外(wai),還(hai)可(ke)使(shi)透(tou)明(ming)度(du)降(jiang)低(di)。例(li)如(ru)LDPE薄膜的透明度可隨著添加山梨酸鉀用量的增大而下降。
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