抗菌包装薄膜的研究进展
- 格式:pdf
- 大小:139.64 KB
- 文档页数:5
利用植物提取物制备抗菌膜的研究引言:随着抗生素滥用和细菌抗药性的不断加剧,寻找新的抗菌材料成为科学研究的热点之一。
植物提取物因其丰富的天然活性成分,在制备抗菌膜方面展示出巨大的潜力。
本文将探讨利用植物提取物制备抗菌膜的研究进展,并介绍其在医学、食品安全以及环境保护中的应用前景。
第一部分:植物提取物的抗菌活性植物提取物中富含多种天然活性成分,如多酚、黄酮类化合物以及挥发性物质等。
这些成分在植物对抗外界微生物攻击中起到重要作用。
研究表明,植物提取物可以抑制多种病原微生物,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。
这种抗菌活性不仅源于单个成分的作用,更可能是多个成分相互作用的结果。
第二部分:制备抗菌膜的方法制备抗菌膜是利用植物提取物的抗菌活性,将其应用于包装材料、织物表面等,以增强材料的抗菌性能。
目前常用的制备抗菌膜的方法有溶液浸渍法、涂覆法和电沉积法等。
其中,溶液浸渍法是最常见的方法之一,通过将植物提取物溶解于溶剂中,然后将基材浸渍于溶液中,使活性成分与基材充分接触,从而实现抗菌效果。
第三部分:抗菌膜的性能评价抗菌膜的性能评价是衡量其抗菌效果的重要指标。
常见的性能评价指标包括抗菌率、持久性和稳定性。
抗菌率是评价抗菌膜抑制病原菌能力的关键参数,通常使用菌落计数法或细菌膜扩散法进行测定。
持久性和稳定性评价了抗菌膜在不同环境下的抗菌特性是否可靠,并对其长期应用提供依据。
第四部分:应用前景利用植物提取物制备抗菌膜的研究不仅在医学领域有广泛应用,还在食品安全和环境保护等领域展现出巨大潜力。
在医学领域,抗菌膜可以应用于外科手术包装、创可贴等,以预防细菌感染。
在食品安全领域,抗菌膜可应用于食品包装材料,有效抑制食品中病原菌的生长。
在环境保护领域,抗菌膜可以应用于水处理设备、空气过滤器等,有效减少环境中的细菌传播。
结论:利用植物提取物制备抗菌膜是一项重要的研究领域。
植物提取物具有广谱的抗菌活性,并且制备抗菌膜的方法简单可行。
通过对抗菌膜性能的评价,可以优选出具有良好抗菌效果和稳定性的材料。
关于食品包装抗菌保鲜膜的应用研究黄蓉(湖南工业大学科技学院,包装设计0704班学号0712010407)摘要:食品抗菌包装是食品活性包装中最有前途的一部分。
一些食品经杀菌进行无菌包装或者真空包装后,在运输过程中食品的包装破损或者是开封后再储藏,就很难达到原有的无菌效果了。
在这种情况下,选择抗菌保鲜膜包装是最有益的,它能不断释放抗菌剂来抑制微生物的生长,保证食品的安全,延长食品的货架寿命。
让我们消费者享受更高的生活品质。
综述了抗菌包装膜的类型、研究进展,介绍了抗菌保鲜膜的相关概念、国内外研究现状及其发展趋势。
关键字:食品的质量和安全一直是食品企业和消费者非常关注的问题[1]。
随着人们对健康和身体保健的关注,希望食品加工中尽量减少化学添加剂。
过去采用的食品保鲜膜由于内部空气流通差,环境湿度大,很容易引起微生物生长繁殖。
由此可见抗菌保鲜膜的应用研究显得尤为重要。
1 食品抗菌包装膜的类型1.1无机抗菌剂薄无机抗菌剂是利用银、铜、锌、钛等金属及其离子的,杀菌和抑菌能力制得的抗菌剂。
上世纪80年代初,日本科学家开始将银化合物直接添加到树脂中,首次用无机抗菌剂制成了抗菌塑料薄膜。
抗菌机理:由于无机抗菌剂属于溶出接触型抗菌剂,因此无机抗菌剂薄膜的抗菌作用是被动的。
目前对金属离子的抗菌作用机理有两种解释。
一种是接触反应机理。
无机抗菌剂薄膜中的金属离子接触到微生物,使微生物蛋白质结构破坏,造成微生物死亡或产生功能障碍。
一种是活性氧机理。
无机抗菌剂薄膜表面分布的微金属离子能够吸收环境中的能量,激活吸附在包装膜表面的空气和水中的氧,产生羟自由基和活性氧离子,它们具有很强的氧化还原能力,能够破坏细菌细胞的繁殖能力,抑制或杀灭细菌,产生抗菌效果。
1.2有机抗菌剂薄膜抗菌机理:有机抗菌剂的主要作用机理是通过和微生物细胞膜表面阴离子结合逐渐进入细胞,或与细胞表面的巯基等集团反应,破坏蛋白质和细胞膜的合成系统,抑制微生物的繁殖。
《生物可降解抗菌复合薄膜的制备及其在食品保鲜中的应用研究》篇一一、引言随着人们生活水平的提高和对食品安全与环保意识的增强,食品保鲜技术及材料的研发显得尤为重要。
传统塑料包装材料因不可降解性对环境造成了严重污染,而生物可降解抗菌复合薄膜作为一种新型环保材料,其制备及其在食品保鲜中的应用研究具有重要的现实意义。
本文旨在探讨生物可降解抗菌复合薄膜的制备方法,并分析其在食品保鲜中的应用效果。
二、生物可降解抗菌复合薄膜的制备生物可降解抗菌复合薄膜的制备主要涉及材料选择、配比、加工工艺等方面。
首先,选择合适的生物降解材料,如聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。
其次,加入具有抗菌性能的天然或合成物质,如纳米银、壳聚糖等,以提高薄膜的抗菌性能。
最后,通过先进的加工工艺,如溶液铸膜法、相分离法等,将材料与添加剂混合、均匀分散、成膜,最终得到生物可降解抗菌复合薄膜。
三、制备过程中的关键因素在制备生物可降解抗菌复合薄膜的过程中,关键因素包括材料选择、配比、加工工艺等。
材料的选择直接影响到薄膜的生物降解性能和抗菌性能。
合理的配比可以使得薄膜具有良好的机械性能和抗菌性能。
此外,加工工艺对薄膜的性能也有重要影响,如铸膜温度、压力、干燥时间等。
因此,在制备过程中需要综合考虑这些因素,以获得性能优良的生物可降解抗菌复合薄膜。
四、生物可降解抗菌复合薄膜在食品保鲜中的应用生物可降解抗菌复合薄膜在食品保鲜中具有广泛的应用。
首先,它可以作为食品包装材料,用于包装肉类、蔬菜、水果等易腐食品,延长食品的保质期。
其次,由于薄膜具有抗菌性能,可以有效抑制食品中的细菌生长,降低食品腐败和变质的风险。
此外,生物可降解抗菌复合薄膜还具有较好的透氧性和透气性,可以保持食品的新鲜度和口感。
五、实验研究及结果分析通过实验研究,我们发现生物可降解抗菌复合薄膜在食品保鲜中具有显著的效果。
首先,与传统塑料包装相比,生物可降解抗菌复合薄膜具有良好的生物降解性能,可以在一定时间内完全降解,减少对环境的污染。
功能性塑料薄膜在包装领域的应用与发展功能性塑料薄膜是一种在包装领域中应用广泛的材料。
它具有防潮、保鲜、抗菌、耐温等特性,能够延长产品的保质期,提高商品的质量和安全性。
随着科技的进步和消费者对包装品质要求的提高,功能性塑料薄膜在包装领域的应用不断发展。
首先,功能性塑料薄膜在食品包装领域起到了重要的作用。
食品是我们日常生活中最为重要的消费产品之一,保证食品的安全和质量对消费者来说是非常重要的。
功能性塑料薄膜能够在包装过程中提供防潮、抗氧化、抗菌等功能,能够有效延长食品的保质期。
例如,抗氧化塑料薄膜能够保护食物中的营养物质不受氧化反应的影响,延长食品的保存时间。
抗菌塑料薄膜能够抑制食品中的细菌滋生,延长食品的新鲜度。
此外,功能性塑料薄膜还可以进行真空包装,使食品更加紧密地密封,减少氧气进入,降低食品变质的可能性。
其次,功能性塑料薄膜在医药包装领域也得到了广泛应用。
医药产品对包装的要求非常高,需要保护药品的品质和安全性。
功能性塑料薄膜能够提供密封性、防潮性、光阻挡等功能,保护药品的有效成分不受外界环境的影响。
例如,一些药物需要避光保存,采用具有光阻挡功能的塑料薄膜可以有效减少药品的光照,保证药物的稳定性。
此外,一些研究已经成功开发出了能够释放抗菌物质的功能性塑料薄膜,可以用于包装一些需要保持无菌状态的医疗器械和药品。
另外,功能性塑料薄膜在农业和园艺领域也有着重要的应用。
例如,在蔬菜和水果包装中,功能性塑料薄膜可以提供保湿效果,减少水分的流失,延长产品的保鲜期。
此外,一些功能性塑料薄膜还具有防虫功能,可以减少农产品受害虫的侵害,降低农药的使用量,对环境更加友好。
随着科技的进步和需求的不断变化,功能性塑料薄膜在包装领域的应用也在不断发展。
未来,功能性塑料薄膜可能进一步加强对食品的保护性能,提供更长的保质期。
同时,随着人们健康意识的提高,对环境友好型的功能性塑料薄膜的需求也在增加。
因此,研发和应用生物降解材料可以节约资源,减少对环境造成的影响,是未来功能性塑料薄膜发展的重要方向。
包装学报Packaging Journal Vol.3 No.3July 2011第3卷 第3期2011年7月抗菌包装薄膜的研究进展孙淼1,郝喜海1,2,邓靖1,2,李菲1,史翠平1,李慧敏1(1. 湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室,湖南株洲412007;2. 湖南工业大学包装与材料工程学院,湖南株洲412007)摘要:抗菌包装薄膜是一种加入抗菌剂后具有抑制或杀灭表面细菌能力的功能性薄膜。
根据所添加抗菌剂的不同,抗菌包装薄膜可分为有机抗菌膜、无机抗菌膜和天然抗菌膜3类。
抗菌包装薄膜能通过不断释放抗菌剂来抑制微生物生长,从而延长被包装食品的货架寿命。
目前,抗菌包装薄膜只有解决好安全与环境保护2个问题才能更好地发展。
关键词:抗菌膜;安全性;环境保护中图分类号:TB484.3 文献标志码:A 文章编号:1674-7100(2011)03-0006-05Research Progress of Antibacterial Film for PackagingSun Miao 1,Hao Xihai 1.2,Deng Jing 1.2,Li Fei 1,Shi Cuiping 1,Li Huimin 1(1.Key Laboratory of New Packaging Materials and Technology, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007, China ;2.School of Packaging and Material Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007, China )Abstract :Antibacterial Film for packaging is a kind of new functional material containing antimicrobial which has the ability to restrain or sterilize the bacteria that accretes on the surface of object. According to the different antimicrobial added, the Antibacterial Film for packaging can be divided into three types, that is, organic antibacterial films, inorganic antibacterial films and natural antibacterial films and they can inhibit the growth of the microorganisms by constantly releasing antibacterial agent to extend the shelf life of food packaged. At present two main problems of safety and the environmental protection are still to be resolved to achieve a better development for Antibacterial Film for packaging.Key words :antibacterial film; safety; environmental protection收稿日期:2010-12-22基金项目:湖南省科技厅基金资助项目(2009CK3028)作者简介:孙淼(1986-),女,辽宁阜新人,湖南工业大学硕士生,主要研究方向为抗菌性PVA 薄膜的研究与应用,E-mail :sm5418@0 引言具有抗菌作用的塑料称为抗菌塑料。
它是在塑料中添加一定量的抗菌剂,以起到抗菌与抑菌的作用,从而保持其自身及所包装产品的清洁[1-2]。
在塑料制品的生产中采用抗菌技术,不仅能减少因使用这些制品而发生的交叉污染,并且能在保持塑料常规性能和加工性能不变的前提下,起到杀菌的功效,对塑料制品的发展起着十分重要的作用。
抗菌塑料在包装领域的应用十分广泛,抗菌包装薄膜是其重要应用领域之一[3]。
抗菌包装薄膜的应用,可以减少对人类健康和环境造成危害的化学杀菌剂的使用量[4]。
因此,开发天然防腐的抗菌剂,制作安全的抗菌包装薄膜,将成为今后食品用包装材料方面的研究热点。
用于塑料添加的抗菌剂,可依据其形态分为气第3期7态、液态和固态3类;也可依据抗菌剂本身化学成分的不同分为有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂3类[5-6],相较而言,第二种分类方法更合理。
因而依添加到塑料中抗菌剂的不同,可将塑料包装薄膜分为有机抗菌膜、无机抗菌膜和天然抗菌膜3类。
本文拟对这3类抗菌膜的研究进展进行综述,以期为抗菌包装薄膜的研发提供一定的理论依据。
1有机抗菌膜 有机抗菌膜是由在塑料中添加有机抗菌剂而制得。
有机抗菌膜的抗菌机理是有机抗菌剂能通过化学反应破坏微生物的细胞膜,从而使蛋白质变性,微生物代谢受阻,因而起到杀菌、防腐及防霉等作用。
常用有机抗菌剂包括季胺盐类、醇类、酚类和吡啶类等[5,7-8]。
季铵盐类抗菌剂由于其价格低廉,杀菌速度快,已经被人们广泛研究和应用。
如毛健康等人研究并制备了一种由季铵盐类高聚物(polymeric quarternary salt,PQA)与聚醚砜(polyethersulfone,PES)共混的抗菌膜,此共混抗菌膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能大于PES膜,并且膜的抗菌性能随PQA含量的增大而增强[9]。
Nariyoshi Kawabata等人首先发现了合成的吡啶型主链高分子聚合物具有杀菌作用[10]。
Li G.等人在此基础上合成了带吡啶侧基的聚烯烃黏物,同样发现其具有明显的杀菌功能[11]。
Weng Y. 等人将形成酸酐后的有机酸抗菌剂均匀混合到低密度聚乙烯膜中,并对其性能进行了实验研究。
实验结果表明:当膜处于潮湿环境时,由于其内部的酸酐水解,自由酸从膜表面释放,从而起到抗菌的作用[8]。
虽然有机抗菌剂的抑菌作用速度快,可操作性良好,稳定性较强,对微生物的抑制作用具有一定的特异性,但其安全性和化学稳定性较差,易使微生物产生耐药性,特别是其耐热性能较差,所以一般很少有采用单一添加有机抗菌剂制得抗菌薄膜的做法[5,7]。
2无机抗菌膜无机抗菌膜的抗菌机理可分为2种:一种为溶出抗菌。
这是指在无机化合物中含有抗菌性离子(如银、铜、锌等金属离子),它们能通过缓释技术使微生物蛋白质结构遭到破坏,造成微生物死亡或使其产生功能性障碍[5,7],从而达到抗菌效果。
各金属离子杀灭、抑制病原体的活性按以下顺序递减:Ag+>Hg2+>Cu2+> Cd2+>Cr3+>Ni2+>Pd2+>Co4+>Zn2+>Fe3+[12]。
另一种为光触媒抗菌。
运用此机理的抗菌剂是以TiO2为代表的光催化类抗菌剂,此类抗菌剂耐热性能较一般无机抗菌剂高,但必须有紫外线照射,并且有氧气或水的存在才能起到杀菌作用。
溶出抗菌中的银基抗菌剂性能独特,具有无毒、耐腐蚀、不燃烧、抗菌谱广的特点,且不会导致细菌产生耐药性,安全性好,因此一直是材料研究者们研究的热点。
且其稳定的化学性能以及较高的抗菌效率使其成为制备无机抗菌膜的首选。
如蔡佑星等人以化学液相还原法制备了纳米银薄膜,并对其抗菌性能进行测试,透射电镜结果显示:nano-Ag的分散性能较好,粒子之间没有出现团聚现象;抑菌圈法测试结果显示:当在10 kg低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)中加入10 mg纳米银时,LDPE\nano-Ag复合膜的抑菌圈直径大于2 mm,抑菌率超过94%,表现出较好的抗菌性能[13]。
韩永生和李勇等人利用Ag+和Zn2+制作抗菌沸石,进而制备抗菌膜,并研究其对大肠杆菌的抗菌效果。
结果表明:利用具有抗菌作用的金属离子制备抗菌沸石和抗菌膜,抗菌沸石的添加不会对薄膜的力学性能造成大的影响,而且可以赋予薄膜较好的抗菌性能。
该抗菌保鲜膜袋对馒头、西瓜和生猪肉等都有保鲜作用,具有一定的实用价值[14-15]。
付国柱等人采用纳米粉体的分散技术和掺混技术,在聚乙烯中加入纳米TiO2制得纳米TiO2改性聚乙烯膜,并对该膜的抗菌性能等进行了研究。
结果表明:纳米TiO2改性聚乙烯膜具有良好的抗菌性能,在不同光源条件下对不同微生物菌株的杀菌率都达92%以上,且具有抗菌广谱、长效、安全稳定等性能[16]。
同时,应丽英指出,这种在塑料制备过程中将抗菌剂混入的方法,抗菌剂的用量大,成本较高。
为了降低成本,可在塑料表面固定抗菌剂,将颗粒粒度为0.1~0.2 m的抗菌剂制成喷雾液,喷涂于塑料模具表面。
在成型过程中,可将抗菌剂渗入塑料制品的表面,也可将喷雾液直接喷到塑料制品表面,经过适当的热处理后,抗菌剂与制品结合较好[17]。
广州擎天新材料研究开发有限公司生产的载银无机抗菌粉系列无机抗菌粉体已完全解决了银变色的问题[18]。
但该无机抗菌粉体不能迅速杀死细菌,而且价格较高,抗菌具有迟效性。
因此,单纯的添加无机抗菌剂制得的无机抗菌膜在应用中还受一定条件的制约。
为解决添加单一抗菌剂造成的局限性,西南交通大学材料科学与工程学院的老师们成功研制出了孙淼,等 抗菌包装薄膜的研究进展包装学 报82011年ZnO晶态复合抗菌剂,并将其应用于塑料包装材料中,研制开发出抗菌率达99%以上的抗菌包装袋,且已在成都西南交通大学晶宇科技公司投入生产[19]。
李全华等人采用sol-gel法,在普通的玻璃基片上制备了Zn2 +掺杂Ag2SiO2的复合薄膜。
研究结果表明,Zn2+掺杂能够显著提高溶胶和薄膜中银离子的稳定性及Ag2SiO2复合薄膜的抗菌性能。
将有机-无机和无机-无机抗菌剂复合,能减少使用单一种类抗菌剂的局限性,并以此相互弥补来提高抗菌剂的整体抗菌能力,最大限度地发挥其抗菌性能[20]。
3天然抗菌膜天然抗菌膜中所添加的抗菌剂主要是从动植物中提炼精制而成的。
目前,对天然抗菌膜的研究主要集中在以虾、蟹壳为原料制得的一种天然高分子化合物——壳聚糖为抗菌剂的抗菌膜的研究。
如张惠珍以LDPE为基体,以市售壳聚糖为抗菌剂,并通过机械混炼法制备了抗菌塑料。
试验结果表明,该抗菌塑料虽然具有一定的抗菌效果,但是所用壳聚糖与LDPE的相容性不好,使得所得抗菌塑料的断裂伸长率下降[21]。