抗菌食品包裝涉及使用抗菌劑對食品進行包裝,以保護食品免受有害微生物的侵害。一般來說,可以將抗菌劑直接摻入聚合物中或將抗菌涂層應用到聚合物表面來使其與包裝材料結合。前一種選擇通常采用壓縮成型或薄膜擠出等熱成膜技術來實現,這種技術主要適用于熱穩定性抗菌劑。表面涂層作為一種非熱技術,與成型或擠出相比,在制造含有熱敏抗菌劑的食品包裝方面更有前景。此外,與直接摻入相比,它還具有保持包裝材料的體特性(例如,機械和物理特性)和最小化抗菌劑的數量以達到足夠功效的優勢。本文對利用表面涂層技術制備抗菌食品包裝膜進行了探討。由抗菌涂層薄膜組成的兩個組件(即薄膜基材和抗菌劑)分別為塑料/生物聚合物薄膜和合成/天然抗菌劑。此外,還重點介紹了將抗菌劑沉積到薄膜基材上的不同涂層技術。簡要介紹了學術研究中常用的實驗室涂布技術(如刮刀涂布、棒涂和噴涂等),詳細說明了有可能使實驗室研制的抗菌涂層膜達到工業化水平的可擴展涂布方法(即靜電紡絲/噴涂、凹版輥涂、柔版涂布)。本綜述還涵蓋了食品用抗菌涂層薄膜的遷移特性和優缺點,以及從不同方面對該抗菌涂層薄膜的定量分析。最后討論了當前將抗菌涂層薄膜的生產提高到工業化水平所面臨的挑戰。
圖1.通過(a)靜電紡絲(單軸)或(b)電噴涂(同軸)制備抗菌涂層薄膜。
圖2.通過微型凹版輥涂制備抗菌涂層薄膜。
圖3.通過柔版涂布制備抗菌涂層薄膜。
圖4.不同食品/食品模擬物中AgNPs涂層LDPE薄膜的Ag+遷移。黑色方塊表示特定食品/食品模擬物露于AgNPs涂層LDPE薄膜時收集的數據點(藍點)的平均Ag+遷移。
圖5.抗菌涂層薄膜開發綜述中引用的薄膜基材(a)、抗菌劑(b)和涂層方法(c)。(a)-(c)中特定組件名稱后面的數字表示本綜述中涉及特定組件的研究數量。
圖6.將微生物接種到非食品/食品體系中/上并進行抗菌涂層膜試驗(a),食品固有微生物以及抗菌涂層膜試驗(b)。在食品儲存期間,特定微生物暴露于抗菌涂層薄膜引起的微生物計數減少值(c)。a和b中微生物名稱后面的數字表示本綜述中涉及特定微生物的研究數量。c中的黑色方塊表示在食品儲存期間,從暴露于抗菌涂層薄膜的特定微生物處收集的數據點(藍點)的平均對數減少。
圖7.對非食品/食品體系進行抗菌涂層薄膜試驗(a),特定非食品/食品體系暴露于抗菌涂層薄膜引起的微生物數量對數減少(b)。A中非食品/食品名稱后面的數字表示本綜述中涉及特定非食品/食品的研究數量。B中的黑色方塊表示從暴露于抗菌涂層薄膜的特定非食品/食品體系處收集的數據點(藍點)的平均對數減少。僅針對具有10個以上可用數據點的非食品/食品體系計算平均值。