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。
kangjunshipinbaozhuangjiangkangjunjizhuruzaijuhewuzhong,shibaozhuangcailiaojubeiyizhiweishengwuzengzhiheshamiejunleidexingongneng,zhezhongkangjunjishubujinkeyiyouxiaodiyingyongzaishipindebomobaozhuangcailiaoshang,yekeyiliyongzaibaozhuangrongqiheshipinqicaidengduozhongxingtaizhong。
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、包(bao)裝(zhuang)紙(zhi)的(de)塗(tu)蠟(la)層(ceng)以(yi)及(ji)與(yu)可(ke)食(shi)性(xing)蛋(dan)白(bai)質(zhi)限(xian)量(liang)添(tian)加(jia)混(hun)合(he)後(hou)使(shi)用(yong)。其(qi)缺(que)點(dian)是(shi)這(zhe)些(xie)材(cai)料(liao)目(mu)前(qian)還(hai)不(bu)能(neng)做(zuo)到(dao)任(ren)意(yi)控(kong)製(zhi)抗(kang)菌(jun)劑(ji)的(de)釋(shi)放(fang)和(he)轉(zhuan)移(yi)的(de)速(su)度(du),很(hen)難(nan)達(da)到(dao)盡(jin)善(shan)盡(jin)美(mei)的(de)效(xiao)果(guo)。
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、ganzaohezhucundengjiagongcaozuodeyingxiang,zhanhejiherongjideyingxiangyeyinggaizuodingliangfenxi。chulehuaxuefenjieyiwai,huifaxingchengfenhenkenengzaichengxinghezhucunzhongsunshi,daozhihuoxingjiangdi。
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。
wuzhideyidongzuijiandandeyidongxitongshiyoubaozhuangcailiaoxiangshipinkuosanshifanghuoxingchengfen。kangjunbaozhuangzhongdebaozhuangcailiaoyushipinzhijianzhishaoyouercengjiange。shiyongfuhecailiaoshi,keyishisancengyishangdejiangejiegou。cishi,huoxingcailiaomeiyicengjiangedekuosanxingkeyiyingxiangdaozongdekuosanxingtaihejieguo。tongshi,kangjunhuoxingchengfenzaishipinzhongdekuosanyeyingxiangdaozongtidekuosanxiaoguo。
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、釋shi放fang控kong製zhi層ceng以yi及ji達da到dao食shi品pin的de表biao麵mian層ceng等deng構gou成cheng。控kong製zhi層ceng是shi專zhuan為wei控kong製zhi釋shi放fang初chu期qi時shi間jian及ji殺sha菌jun劑ji滲shen透tou的de關guan鍵jian層ceng次ci。應ying該gai根gen據ju不bu同tong微wei生sheng物wu腐fu敗bai和he食shi品pin特te性xing,專zhuan門men設she計ji好hao包bao裝zhuang結jie構gou層ceng的de厚hou度du和he相xiang應ying的de擴kuo散san性xing。抗kang菌jun活huo性xing控kong製zhi層ceng由you抗kang菌jun層ceng和he活huo性xing物wu質zhi載zai體ti層ceng組zu合he而er成cheng的de複fu合he層ceng。容rong器qi和he薄bo膜mo一yi樣yang,可ke以yi由you多duo層ceng材cai料liao經jing真zhen空kong吸xi塑su和he壓ya空kong成cheng形xing加jia工gong製zhi成cheng。紙zhi和he塑su料liao也ye一yi樣yang,也ye有you抗kang菌jun的de紙zhi包bao裝zhuang材cai料liao。紙zhi是shi多duo孔kong質zhi材cai料liao,抗kang菌jun劑ji可ke以yi穿chuan孔kong而er過guo,其qi抗kang菌jun活huo性xing同tong樣yang也ye可ke以yi因yin含han水shui量liang、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。
但dan是shi,即ji使shi添tian加jia了le活huo性xing物wu質zhi,也ye必bi須xu保bao持chi包bao裝zhuang材cai料liao的de性xing能neng。塑su料liao材cai料liao中zhong添tian加jia的de活huo性xing劑ji分fen子zi與yu一yi般ban共gong聚ju物wu的de比bi要yao小xiao得de多duo,添tian加jia量liang也ye很hen少shao。在zai設she計ji優you良liang的de抗kang菌jun包bao裝zhuang係xi統tong時shi,化hua學xue物wu質zhi分fen布bu在zai聚ju合he物wu的de非fei晶jing體ti結jie構gou中zhong,不bu至zhi於yu很hen大da地di影ying響xiang塑su料liao包bao裝zhuang材cai料liao的de機ji械xie強qiang度du。已yi有you研yan究jiu報bao告gao指zhi出chu,在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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