食品抗菌包裝研究進展

施申偉 李婷 東為富

（江南大學化學與材料工程學院，江蘇 無錫 214122）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活質量得到了極大提高，越來越多的人開始關注日常飲食的質量、食物的品質和安全問題，這對食品行業(yè)提出了進一步的要求。不僅需要維持食品較長的貨架壽命，還要保持其營養(yǎng)新鮮的品質。傳統(tǒng)的食品包裝材料所用的都是一些惰性塑料，如 PP、PE等；或者使用傳統(tǒng)的玻璃、陶瓷等密封包裝。這類材料只能對食品進行最簡單的物理保護，通過隔絕空氣中的氧氣、水以及微生物來保持食品品質，因為其不含任何抗菌防腐物質，為了延長食品的貨架壽命，往往需要向食品中添加大量的防腐劑，這些防腐劑在產(chǎn)生效應的同時也會使得食品本身的顏色、口味以及營養(yǎng)物質發(fā)生改變，帶來一些潛在的食品安全問題[1]。如何減少食品污染和在加工過程中減少化學添加劑，并且盡可能地不改變食品的品質，最大限度地提高食品的安全性，已經(jīng)成為食品行業(yè)的研究重點。在這種背景下，食品抗菌包裝材料應運而生[2]。

食品中含有豐富的營養(yǎng)物質，使微生物先在食品表面大量的繁殖代謝，造成食品腐爛變質[3]。而食品抗菌包裝材料就是在包裝材料中引入對人體無害的抗菌劑，使包裝材料具有抗菌功能。當食品與抗菌包裝材料直接接觸時，包裝材料中的抗菌物質會緩慢釋放，從而抑制微生物的生長，延長食品的保質期；如果食品與包裝之間存在頂隙時，抗菌劑遷移機制為頂隙、包裝材料和食品中的蒸發(fā)及平衡分布；除釋放擴散和平衡吸附作用外，某些抗菌包裝材料還可利用共價結合的方法固定抗生素、抗菌劑或活性基團[4]。

目前國內外食品抗菌包裝材料中所用的抗菌劑主要分為三大類：無機抗菌劑、有機抗菌劑以及天然抗菌劑。根據(jù)抗菌劑與包裝材料的結合形式，可分為揮發(fā)形式包裝、共混形式包裝、涂覆形式包裝、化學鍵合形式包裝以及自身抗菌包裝等五大類型包裝材料。本文主要從抗菌劑的種類及其抗菌機理出發(fā)，并對五大類型的食品抗菌包裝材料的最新研究進行了論述。

1. 抗菌劑

抗菌劑(anti-bacterial agents)指能夠在一定時間內，使某些微生物(細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等)的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。它可以對有害微生物產(chǎn)生不良影響，進而抑制病原微生物的繁殖和代謝，達到殺死微生物的目的[5]。根據(jù)其化學性質、抗菌機理以及來源差異可以將其分為無機抗菌劑、有機抗菌劑以及天然抗菌劑三大類型。不同類型的抗菌劑、抗菌機理及其優(yōu)缺點見表1。

表1 不同類型的抗菌劑、抗菌機理及其優(yōu)缺點

1.1 無機抗菌劑的分類和抗菌機理

根據(jù)作用機理不同，無機抗菌劑一般分為金屬離子型抗菌劑和光催化金屬氧化物型抗菌劑兩大類。

1.1.1 金屬離子型抗菌劑

金屬離子型抗菌劑一般由具有抗菌作用的金屬離子和負載載體兩部分組成，采用一定的工藝，將金屬離子附著在載體上，制備出抗菌優(yōu)良的抗菌劑。其中金屬離子的抗菌性一般按以下順序遞減：

其中鉛、汞和鎘等金屬離子的毒性比較大，對人體有危害，故很少應用；鎳、銅、鈷等金屬離子有顏色，限制了其使用范圍；鋅離子抗菌能力較低；銀離子具有殺菌效率高、安全無毒、抗菌廣譜等優(yōu)勢，在無機抗菌劑的研究和應用中占主要地位。方立貴等人[9]將載銀抗菌劑與PP進行共混制備了聚丙烯抗菌母粒并對該母粒進行了相關測試，結果表明無機粒子在 PP母料中分散較均勻，但與 PP的結合力較差，相容性不好，抑菌效果良好。陸漓等人[10]使用正硅酸四乙酯和硝酸銀溶液制備了一種載銀沸石材料，并對該載銀沸石進行表面修飾后與 PP共混制備抗菌塑料，透射電子顯微鏡分析結果表明該載銀納米沸石在PP塑料中分散均勻，氣體吸附實驗表明該沸石材料具有很強的銀離子容納能力，抗菌結果表明該抗菌復合塑料具有優(yōu)異的抗菌性，對大腸桿菌的殺菌率高達 99.8%，在食品包裝以及醫(yī)藥敷料方面有很大的潛在應用。MS Haider等人[11]制備了一種可以控制銀離子釋放的氨基化聚醚砜 - 銀納米粒子（AgNPs-APES）復合膜，用于抗菌和水處理；KA Rieger等人[12]將載有銀離子的沸石固定在纖維素納米纖維膜上制備了抗菌性能優(yōu)良，生物相容性好并且可以緩釋的抗菌薄膜。

目前關于金屬離子類抗菌劑抗菌機理的研究仍無定論，以Ag+為例，主要有下述兩種機理[13]：1）接觸反應假說：由于Ag+帶有正電荷，細菌的細胞膜帶負電荷，當微量銀離子接觸細菌時，能憑借庫倫引力吸附在帶有負電荷的細胞膜上，隨后 Ag+穿透細胞壁進入細菌內，并與細菌中的巰基反應，使細菌的蛋白質變性凝固，細菌細胞中的合成酶活性喪失，細胞無法分裂增殖，最后慢慢死亡，然后 Ag+又被釋放出來重復滅菌，因此其抗菌效果持久；2）催化反應假說：在光的作用下，Ag+能夠作為催化活性中心，激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生羥基自由基（?OH）及活性氧離子（O2-），而O2-具有很強的氧化能力，能迅速破壞細菌的生理結構，實現(xiàn)抑菌滅菌的效果。

1.1.2 光催化金屬氧化物型抗菌劑

光催化金屬氧化物型抗菌劑中的抗菌成分主要是半導體化合物，如氧化鋅、二氧化鈦等無機金屬氧化物。這類抗菌劑兼具抗菌作用和防霉效應，并且殺菌能力強，安全性高，耐久性和穩(wěn)定性好[14]。但是需要在紫外光、水或氧氣存在的條件下，才起到殺菌作用，所以限制了它在食品抗菌包裝領域的應用。

以氧化鋅為例，這類抗菌劑的抗菌機理的幾種假設[15]：1）光催化作用，即氧化鋅在紫外光下可以將水和氧氣催化成為O2-和H2O2等具有強氧化活性的物質，這些物質可以分解細菌的組成成分，達到殺菌的目的；2）Zn2+溶出作用，抗菌劑中的Zn2+也可以遷移出來與細菌直接接觸，并與細菌中的蛋白質反應，破壞細菌的代謝，達到滅菌的目的；3）活性氧抗菌作用，ZnO能產(chǎn)生抗菌性能，其主要活性物質被推測是H2O2。目前，ZnO抗菌可能是幾種機理共同作用產(chǎn)生的結果。

但是這類無機抗菌劑多為遷移型且不可降解，若用于食品包裝，就有可能污染食品本身，若人大量食用該類食品，容易造成抗菌劑在人體內的集聚，危害人體健康。并且銀離子這類抗菌劑仍存在生產(chǎn)工藝較復雜、成本高、容易變色等問題，限制了這類抗菌劑的廣泛應用。

1.2 有機抗菌劑

有機類抗菌劑具有殺菌力強、加工方便、種類多等特點，廣泛應用于塑料、纖維、橡膠、紙張、樹脂以及水處理等。有機抗菌劑分為低分子抗菌劑和高分子抗菌劑兩類。

1.2.1 低分子有機抗菌劑

低分子有機抗菌劑的品種有季鏻鹽、酚類、醇類、雙胍類、有機金屬、咪唑類、季銨鹽類等。其抗菌機理主要是與細菌和霉菌的細胞膜表面的陰離子相結合，或與巰基反應，使蛋白質變性，破壞細胞膜，從而抑制細菌和霉菌的生長繁殖。

季銨鹽類抗菌劑研究的最為廣泛與深入，也是應用最多的一類低分子抗菌劑。其抗菌機理為：季銨鹽的N+帶正電荷，可以依靠庫倫引力吸附在帶負電荷的細菌的細胞膜上，隨后季銨鹽上的烷基鏈與細菌細胞膜上的磷脂層相容，破壞細胞膜結構，使細胞內容物流出，細菌死亡。這類抗菌劑的抗菌能力與季銨鹽的結構有關，一般遵循以下規(guī)律：當R1碳鏈中碳原子數(shù)少于8或大于16時，抗菌劑對細菌的殺傷力不大；而當碳原子數(shù)為 14時，抗菌劑的抗菌力最強，R2為芐基及其衍生物時要比為甲基時高的多[16]。

季銨鹽結構通式

目前，季銨鹽類低分子抗菌劑在包裝材料上的應用有抗菌包裝紙和抗菌纖維等。張雯等人[17]以一種季銨鹽類抗菌劑作為功能性助劑，制備具有一定抗菌性能的紙包裝材料，并研究其性能；Y Chen等人[18]通過引入季銨化合物（QAC）和磺基甜菜堿合成了一種新型的 N-季銨鹽-O-磺基甜菜堿 - 殼聚糖（Q3BCS），改性后的殼聚糖具有增強的抗菌活性，生物相容性和水溶性。但隨著季銨鹽的大量使用，使得細菌產(chǎn)生了較強的抗性，抗菌效果有所下降，于是國內外研究人員研發(fā)出新一代的有機抗菌劑——季磷鹽。季磷鹽抗菌劑比季銨鹽的抗菌性能高出2個數(shù)量級，能殺死藻類，對異養(yǎng)菌、鐵養(yǎng)菌、硫酸鹽還原菌具有很好的殺菌效果[19]。從結構上來看，季磷鹽就是將季銨鹽中的N原子換成了P原子，因為P原子的離子半徑比N原子的要大，所以它更容易吸引帶負電的細菌；另一方面，元素周期表中P元素在N元素的下方，其電負性較N元素更弱，所以季磷鹽分子更加穩(wěn)定，可以在較惡劣的環(huán)境下使用，并且對人體的傷害較小。張昌軍等人[20]以正十二醇和三苯基膦為原料合成了一種新型殺菌劑——十二烷基三苯基溴化磷，收率為 91.3%，抗菌結果表明所合成的十二烷基三苯基溴化磷殺菌效力遠遠高于1227(一種抗菌劑)，達到30ppm就能100%殺死SRB。

1.2.2 高分子有機抗菌劑

高分子有機抗菌劑的抗菌性能是通過抗菌官能團單體以均聚、共聚或接枝的形式引入而取得的，相比于低分子有機抗菌劑，具有易加工、易貯存、不揮發(fā)、性能穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點。東為富課題組[21]制備了一種抗菌PU薄膜，所用抗菌成分為丙烯酸酯類季銨鹽，通過共價鍵接枝在PU鏈上，使得季銨鹽富集在薄膜表面，所得抗菌 PU薄膜抗菌性強，屬于接觸型抗菌薄膜，安全性高，在食品包裝和醫(yī)藥包裝領域具有潛在應用；P Fei等人[22]利用超聲輻照將醛和酮與鹽酸羥胺發(fā)生縮合反應，制備了一種新型季銨鹽，該方法條件溫和，反應時間更短，收率更高，隨后將該季銨鹽共價固定在纖維素薄膜上，得到了一種非遷移型抗菌薄膜。

這類陽離子高分子抗菌劑的抗菌機理為[23]：陽離子抗菌劑吸附到菌體表面，長烷基鏈穿透細胞壁，與細胞膜結合，破壞細胞表層結構，使細胞內容物泄漏，致使菌體喪失呼吸功能而死亡。這類高分子抗菌劑比相同結構的小分子抗菌劑抗菌性能要好，并且隨著烷基鏈的增長（最長為12個碳原子），抗菌活性升高[24]。

1.3 天然抗菌劑

天然生物抗菌劑，全部來源于自然界生物體，是通過提取、分離、純化獲得具有抑菌活性的生物活性物質，其來源廣泛，安全無毒。根據(jù)來源不同，可將此類抗菌劑分為植物源天然抗菌劑、動物源天然抗菌劑以及微生物源天然抗菌劑。

1.3.1 植物源天然抗菌劑

植物源天然抗菌劑顧名思義就是從植物體內提取的抗菌成分，也是最早被人類利用的一種抗菌劑。古埃及人將裹尸布用植物的汁液浸泡來防止尸體腐敗，中國的先人也使用各種草藥來治療疾病?，F(xiàn)有的研究結果表明，植物代謝產(chǎn)物中具有抗菌活性的物質主要有萜類化合物及其衍生物、生物堿類、皂甙、甾體、木脂素、氨基酸、多糖抗菌肽等。W Yang等人[25]將纖維素納米晶體和木質素納米晶體與PLA熔融共混，制備了一種具有抗菌活性的PLA薄膜，實驗結果表明，該抗菌薄膜對細菌植物病原體丁香假單胞菌具有很好的滅殺效果，在蔬菜、水果等食品包裝上有很大的應用前景。

植物源抗菌劑的抗菌機制包括以下幾種[26]：破壞或者降解病原菌細胞壁；破壞細胞質膜以及膜蛋白質結構，使細胞內容物泄露；使細胞質發(fā)生凝聚；減弱質子運動力。當然，實際情況中多為幾種作用機制同時運行。

1.3.2 動物源天然抗菌劑

動物源抗菌劑即來源于動物體的有效抗菌活性物質，主要包含有殼聚糖、氨基酸類、高分子糖類、天然肽類等，其來源也十分豐富。目前研究應用較為廣泛的動物源抗菌劑主要是殼聚糖和天然肽類。M Duran等人[27]使用殼聚糖（CH）涂層作為乳酸鏈球菌素（NS）、納他霉素（NT）、石榴（PE）和葡萄籽提取物（GE）的載體，以此延長草莓的貨架壽命，實驗結果表明該涂層對嗜溫細菌和酵母以及霉菌具有顯著的抑制效果，大大增加了草莓的貨架壽命，并且不會影響草莓的亮度和紅度；Jesús Quesada等人[28]針對即食肉類產(chǎn)品的保質期延長設計了一套有效的包裝系統(tǒng)。使用不與肉直接接觸的帶有百里香精油（0%，0.5%，1%和 2%）的殼聚糖膜涂覆在包裝的內表面，研究發(fā)現(xiàn)，該包裝不會對肉類的口感和顏色產(chǎn)生影響，并且有效的減少了肉類儲存過程中產(chǎn)生的酵母菌，延長了其貨架壽命。

目前對于動物源抗菌劑的抗菌機制尚不明確，以殼聚糖為例，有以下兩種機制[5]：1)天然殼聚糖分子中的陽離子型氨基帶正電，可以吸引帶負電的微生物細胞，一方面使細胞壁和細胞膜上所帶負電荷分布不均，破壞細胞壁的合成，另一方面能夠形成一層致密的高分子膜，使營養(yǎng)物質無法進入微生物細胞內，達到抑菌殺菌的作用；2)殼聚糖分子滲透進入微生物細胞內，吸附結合細胞體內帶有陰離子的物質，擾亂細胞正常生理代謝活動，達到抑菌的目的。

1.3.3 微生物源抗菌劑

微生物源抗菌劑主要是來源于微生物的具有抗菌活性的物質，包括某些微生物自身以及一些微生物的拮抗性代謝產(chǎn)物。自身抗菌的微生物有噬菌體和益生菌等，拮抗性代謝產(chǎn)物最常見的有抗生素與細菌素。J Padr?o等人[29]將細菌纖維素和乳鐵蛋白結合制備了一種可食用型薄膜，該薄膜對大腸桿菌與金黃色葡萄球菌均有很好的抑制作用，并且對3T3成纖維細胞無毒性，在香腸等肉類加工食品包裝方面有很好的應用前景；MB Massani等人[30]在 LLDPE多層膜上吸附乳霉素705抗菌素，發(fā)現(xiàn)LLDPE多層膜具有強抗李斯特菌活性，有望成為新一代的抗菌食品包裝。由于不同微生物代謝產(chǎn)物抗菌效力和抗菌譜的不同，致使微生物抗菌劑在實際應用中受到諸多限制。目前，真正廣泛應用的微生物源抗菌劑主要是抗生素，且隨著細菌抗性的增強，人類還需開發(fā)新的抗菌劑[31]。

微生物源抗菌劑的抗菌機制有以下幾種可能：1）分泌抗菌素，抑制細菌細胞壁的合成，改變胞漿膜的通透性，影響核酸和葉酸的代謝；2）自身參與營養(yǎng)和生存空間的競爭；3）誘導寄主細胞產(chǎn)生抗性；4）對病原菌直接作用[32]。

2. 抗菌劑與材料結合形式

根據(jù)抗菌劑與包裝材料的結合形式，分為揮發(fā)形式包裝、共混形式包裝、涂覆形式包裝、化學鍵合形式包裝和自身抗菌包裝五類包裝材料。

2.1 揮發(fā)形式包裝

揮發(fā)形式包裝是將揮發(fā)性的抗菌劑與基材結合，以抗菌小袋或襯墊的形式實現(xiàn)，目前是商業(yè)化應用最為成功的包裝類型，應用廣泛的有氧氣吸收劑、濕氣吸收劑和乙醇氣體發(fā)生劑3大類型。

其中，氧氣吸收劑是通過降低氧氣含量來抑制需氧菌的生長，特別是霉菌；濕氣吸收劑是通過降低包裝內部微環(huán)境的水分含量來抑制細菌的生長。這兩種類型的吸收劑主要應用于焙烤類食品(如餅干、薯片、面包)、肉類產(chǎn)品(如香腸)、堅果炒貨（如瓜子、花生）以及香料茶葉等的干燥防腐；乙醇氣體發(fā)生劑一般是由吸附或包囊乙醇的載體材料與包裹這些乙醇載體的聚合包裝袋所組成，早在20世紀70年代，日本就開始將乙醇作為食品的抗菌劑，如將低濃度乙醇用于醬油、香辛等調味料以及腌菜等[33]，其抗菌機制一般體現(xiàn)在3個方面：一是使細菌蛋白質變性；二是侵入菌體細胞，使蛋白質表面的水膜解脫，使之失去活性；三是乙醇的溶菌作用[34]。所以其抗菌效果主要取決于載體材料對乙醇的揮發(fā)釋放，因此載體材料的屬性至關重要。日本對乙醇氣體發(fā)生劑包裝進行了前期研究，并申請了釋放乙醇氣體的薄膜和內包裝小袋的應用專利。目前比較前沿的研究是將乙醇包覆在微膠囊中，制備微膠囊的材料多為天然高分子，如環(huán)糊精、淀粉以及殼聚糖等。張巖等[35]利用干燥浴法，以焦亞硫酸鈉為芯材、乙基纖維素為壁材，成功制得了緩釋型微膠囊保鮮劑。該微膠囊型保鮮劑釋藥穩(wěn)定、對葡萄有較好的保鮮效果。包覆物除了乙醇外，二氧化氯、二氧化硫和異硫氰酸烯丙酯揮發(fā)性抗菌體系(AITC釋放系統(tǒng))也是常用的氣體型抗菌劑，翟秀超[36]以飽和水溶液法制備了β-環(huán)糊精-異硫氰酸烯丙酯(AITC)微膠囊，以聚乳酸作為包裝基材，采用擠出吹塑法制得抗菌膜，實驗表明微膠囊混合聚乳酸制備的抗菌包裝膜能緩慢釋放抗菌劑，達到持久殺菌效果。近年來微膠囊包覆植物精油在食品包裝方面的應用也十分廣泛[37]。HJ Zhang等人[38]將包裝桃子的瓦楞紙箱與丁香精油微膠囊和 PE膜結合，測試好果率、感官評價、衰減率、失重率、硬度、可溶性固形物含量、維生素C含量、蛋白質含量、可滴定酸含量和貯藏過程中桃子的其他理化指標，評價桃的保鮮效果。結果表明，對桃子的保鮮效果最好的是在瓦楞紙箱中加入6.5g丁香精油微膠囊與PE膜，第13天保鮮率仍達80%，保鮮期可延長至5∽6天。

2.2 共混形式包裝

共混形式包裝就是將抗菌劑直接與基體樹脂材料通過熔融共混加工制備的一種抗菌包裝。因為加工方式是熔融加工，所以要求抗菌劑本身的化學性質足夠穩(wěn)定，能夠在較高的溫度下穩(wěn)定存在，不會發(fā)生降解，納米銀是這類抗菌劑的典型代表。A Cano等人[39]開發(fā)了包埋銀納米顆粒（AgNP）的淀粉-PVA膜并且表征了它們在極性和非極性食品模擬物中的物理和抗微生物性質?？咕鷮嶒灲Y果表明該載銀淀粉-PVA膜對兩種細菌（李斯特菌、大腸桿菌）和兩種真菌（黑曲霉、擴展青霉）具有明顯的抗微生物活性。納米銀緩釋實驗結果表明，該抗菌膜在極性食品模擬物中釋放速率快，在第一個小時就已完全釋放，在非極性食品模擬物中釋放速率緩慢，且可以達到殺菌目的，所以該抗菌薄膜作為食品包裝材料應僅限于富含脂肪的食品。DR Tankhiwale等人[40]將納米銀負載在殼聚糖薄膜和食品包裝用濾紙上，研究了這種新穎的納米銀負載濾紙和殼聚糖乳酸鹽（CL）膜對大腸桿菌的抗微生物性質。結果表明這種新開發(fā)的材料具有很強的抗菌性能，因此可以作為抗菌食品包裝材料使用。此外天然高分子抗菌劑也經(jīng)常用于該類包裝。LB Tavares等人[41]將PBAT與硫酸鹽木質素共混擠壓制備了一種層壓食品柔性包裝膜，并研究了其抗剝落性和熱降解性。研究結果表明該共混膜具有很好的機械性能、抗剝落性以及可生物降解性，在食品抗菌包裝中有很好的應用前景。

2.3 涂覆形式包裝

涂覆形式包裝主要用于對水果和蔬菜的防腐與保鮮處理，早在15世紀，船員進行長途航海的時候，都會將混有抗菌劑的石蠟涂覆在水果和蔬菜的表面，以滿足長期的飲食需要，經(jīng)過不斷的研究和開發(fā)，該類型的包裝得到了快速的發(fā)展。這一類型包裝所用的抗菌劑多為酶類、細菌素類以及植物精油類等這些不耐高溫的抗菌劑，制備過程一般先將包裝材料加工成薄膜再進行表面處理來涂覆或吸附抗菌劑，P Widsten 等人[42]創(chuàng)新性的將沒食子單寧通過柔性印刷涂布到商業(yè)阻隔膜上，這種方法不同于傳統(tǒng)的棒涂或溶劑澆鑄，它更加節(jié)省時間，涂膜更加均勻光滑。抗菌結果表明該抗菌阻隔膜對魚類和肉類的 16種常見腐敗病原菌具有很好的抑制效果，這說明以單寧作為涂料印刷在商業(yè)阻隔膜上可以有效延長魚類和肉類的保質期。此外，還可以將天然抗菌劑直接涂覆在基體材料表面，以獲得安全高效的抗菌包裝材料。N Hongsriphan等人[43]將殼聚糖涂覆在電暈處理過的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物上，制備得到一種食品抗菌包裝片材。

2.4 化學鍵合形式包裝

此類包裝是將抗菌劑與基材通過共價鍵或者離子鍵結合，所以要求抗菌劑和包裝材料之間存在可以相互鍵合的基團。滿足這些條件的抗菌劑有酶類、肽類、聚胺類和有機酸類等，基材有乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚乙烯等。此類抗菌包裝屬于直接接觸殺菌，不會發(fā)生抗菌劑的遷移，對食品的外觀以及口味不會產(chǎn)生太大影響，安全健康。其中離子鍵合力要比共價鍵合力弱，所以在使用過程中，抗菌劑還是會有小部分遷移出來，所以現(xiàn)在研究較為廣泛的是共價鍵合形式包裝。MD Steven等人[44]將聚乙二醇（PEG）低聚物的一端通過碳二亞胺偶聯(lián)共價連接到表面氧化的聚乙烯（PE）膜上；使用相同的反應將生物活性肽共價連接至PEG鏈的游離末端，制備了一種非遷移型生物活性包裝膜。P Appendini等人[45]將聚乙二醇（PEG）接枝到聚苯乙烯（PS）樹脂珠粒的表面上，再將抗微生物肽共價連接到珠粒表面上，進一步衍生化。該抗菌材料對單核細胞增生利斯特菌，金黃色葡萄球菌，熒光假單胞菌和馬克斯克魯維酵母在內的若干微生物都有較好的抑制效果。另外，抗菌劑與聚合物在共價鍵合的過程中最好能有一個橋聯(lián)分子來實現(xiàn)有效連接，比如乙二胺、聚乙烯酯、葡聚糖和乙烯亞胺等，都是較為常見的橋連分子。

2.5 自身抗菌包裝

自然界中存在很多既具有很好的抗菌性又具有很好的成膜性的天然材料，以殼聚糖為例，因其可塑性較好，無毒性，抗菌活性較高，生物相容性好和可生物降解是種潛在的食品抗菌包裝材料，在實際應用中對其進行簡單的化學改性后就能加工得到性能良好的抗菌薄膜。C Wu等人[46]通過自由基引發(fā)將沒食子酸（GA）接枝到殼聚糖（CS）上得到一種殼聚糖沒食子酸酯（CG），隨后溶液成膜得到CG薄膜，測試結果表明，隨著GA含量的增加，CG薄膜的拉伸強度，斷裂伸長率和耐水性降低，但抗氧化性和抗微生物活性增加，這是因為隨著GA的接枝，CS分子會發(fā)生降解，所以呈現(xiàn)上述結果。除了化學改性外，還可以添加一些其他的天然抗菌劑來提高殼聚糖膜的抗菌性能。Y Zhang等人[47]采用澆鑄 - 蒸發(fā) - 堿浸法將薰衣草精油（LEO）與殼聚糖復合成膜，所得薄膜機械性能良好，防水性能優(yōu)良，抗菌活性比單一的殼聚糖薄膜更加優(yōu)異。

3. 食品抗菌包裝未來研究展望

隨著食品科學的進步以及人們健康意識的提升，對食品包裝提出了進一步的要求，這使得抗菌活性包裝成為食品包裝研究的熱門方向。此外，這類包裝對食品產(chǎn)生的高附加值，也使得國內外很多企業(yè)和科研機構積極投入其中。未來抗菌活性包裝的研究主要集中在抗菌劑與基材的相互作用以及抗菌劑本身的安全性與抗菌性方面，可食用型抗菌活性包裝將會成為一大熱門。在不久的將來，抗菌活性包裝材料必將引領食品行業(yè)的巨大變革。