納米抗菌材料在包裝行業(yè)的應(yīng)用
一、納米抗菌包裝材料
所謂納米包裝材料, 就是用分散相尺寸為1mm- 100mm 的顆粒或晶體與其他包裝材料復(fù)合或添加制成的具有納米級(jí)結(jié)構(gòu)單元的納米復(fù)合包裝材料。納米抗菌材料是一類具備抑菌性能的新型材料, 由于材料本身賦予抗菌性, 可以使微生物包括細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類以及病毒等的生長和繁殖保持較低的水平。用抗菌材料制成的各種制品, 具有衛(wèi)生自潔功能, 可有效避免細(xì)菌的傳播。納米結(jié)構(gòu)可能成為技術(shù)改進(jìn)的基礎(chǔ), 一旦能夠控制材料的臨界尺寸, 也就能使新型材料的臨界尺寸, 也就能使新型材料的特性和器件的功能得到強(qiáng)化, 直至超過我們認(rèn)為可能達(dá)到的程度。正如我們研究的對(duì)象納米無機(jī)抗菌劑可耐1300℃的高溫而不喪失其抗菌效力一樣神奇。
人類感染細(xì)菌的途徑之一就是通過入口的食物, 而食品包裝材料一般是與食品直接接觸的, 食物豐富的營養(yǎng)成分在高溫的包裝內(nèi)部環(huán)境下就成為微生物滋生繁殖的營養(yǎng)源。因此,具有抗菌保鮮功能的食品包裝材料的研制就顯得非常重要。目前, 抗菌材料的種類繁多, 大體上包括抗菌塑料、抗菌纖維和織物、抗菌陶瓷和抗菌金屬�？咕牧系闹谱饕话闶菍⒖咕鷦┮赃m當(dāng)?shù)姆绞教砑拥交闹谢蛲扛苍诨谋砻? 因此可以說, 抗菌材料的優(yōu)劣最終取決于抗菌劑的研制。
雖然抗菌劑的品種繁多, 應(yīng)用較廣, 但日常使用的消毒劑只能產(chǎn)生短期效應(yīng), 且有害人體健康, 因此新型抗菌材料的開發(fā)從未停止。對(duì)抗菌劑的要求不僅要無毒無害和長效性外, 同時(shí)具有健康功能也是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。
抗菌材料分為有機(jī)抗菌材料、無機(jī)抗菌材料和天然抗菌材料。有機(jī)抗菌材料對(duì)環(huán)境和人體有害且作用壽命短, 使用溫度低于300℃; 無機(jī)抗菌劑克服了上述缺點(diǎn)。
包裝是最大的塑料制品使用行業(yè)。抗菌包裝物對(duì)于食品保質(zhì)、防止外來污染非常有用。日本從1996 年發(fā)生全國性的o- 157 大腸桿菌污染引起食物中毒事件以后, 抗菌材料應(yīng)用發(fā)展很快, 其中有一大應(yīng)用是食品包裝。食品包裝物必須嚴(yán)格按照食品衛(wèi)生包裝物的要求來檢驗(yàn)和判定。
果蔬采摘后包裝是保持和提高果蔬價(jià)值的重要環(huán)節(jié), 需要運(yùn)用綜合調(diào)節(jié)技術(shù)延長果蔬貯存期, 以滿足果蔬貯藏、長途運(yùn)輸?shù)刃枨�。其�? 應(yīng)用抗菌材料和抗菌技術(shù)可防止霉毒等微生物對(duì)果蔬的侵害, 獲得較好的保鮮效果。某些產(chǎn)品的抗菌防霉包裝也具有非常良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益, 如出口服裝、光學(xué)器材等。
在抗菌材料的實(shí)際應(yīng)用過程中,應(yīng)根據(jù)材料的用途和加工方法等要求,對(duì)抗菌劑進(jìn)行必要的選擇, 主要考慮的因素有: 抗菌效果主要是由mic 值( 阻礙細(xì)菌繁殖的抗菌劑的最小濃度) 體現(xiàn)出來的, mic 值越小證明抗菌效果越好。對(duì)于添加了抗菌劑的抗菌材料來說, 其抗菌能力主要是依賴材料表面的抗菌劑來實(shí)現(xiàn)的, 因此, 添加量一般要高于其mic 值。
不同的抗菌劑對(duì)于不同的細(xì)菌具有不同的抗菌能力, 也就是說抗菌劑只對(duì)特定的細(xì)菌表現(xiàn)出抗菌性, 在選擇抗菌劑的時(shí)候應(yīng)考慮抗菌劑的抗菌范圍,抗菌范圍當(dāng)然越廣越好。但是達(dá)不到時(shí)也可以對(duì)幾種不同的抗菌劑進(jìn)行復(fù)配,以期達(dá)到理想的抗菌范圍。
作為食品包裝材料, 抗菌劑的選用一定要對(duì)人體無害, 應(yīng)避免使用具有急性毒性、慢性毒性、氣味較大、刺激皮膚等類的抗菌劑。由此看來, 有機(jī)抗菌劑的使用就具有很大的局限性, 而無機(jī)抗菌劑和天然抗菌劑則因其安全性而成為應(yīng)用的熱點(diǎn)。