纳米抗菌材料在包装行业的应用

一、纳米抗菌包装材料
所谓纳米包装材料, 就是用分散相尺寸为1mm- 100mm 的颗粒或晶体与其他包装材料复合或添加制成的具有纳米级结构单元的纳米复合包装材料。纳米抗菌材料是一类具备抑菌性能的新型材料, 由于材料本身赋予抗菌性, 可以使微生物包括细菌、真菌、酵母菌、藻类以及病毒等的生长和繁殖保持较低的水平。用抗菌材料制成的各种制品, 具有卫生自洁功能, 可有效避免细菌的传播。纳米结构可能成为技术改进的基础, 一旦能够控制材料的临界尺寸, 也就能使新型材料的临界尺寸, 也就能使新型材料的特性和器件的功能得到强化, 直至超过我们认为可能达到的程度。正如我们研究的对象纳米无机抗菌剂可耐1300℃的高温而不丧失其抗菌效力一样神奇。
人类感染细菌的途径之一就是通过入口的食物, 而食品包装材料一般是与食品直接接触的, 食物丰富的营养成分在高温的包装内部环境下就成为微生物滋生繁殖的营养源。因此,具有抗菌保鲜功能的食品包装材料的研制就显得非常重要。目前, 抗菌材料的种类繁多, 大体上包括抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷和抗菌金属。抗菌材料的制作一般是将抗菌剂以适当的方式添加到基材中或涂覆在基材表面, 因此可以说, 抗菌材料的优劣最终取决于抗菌剂的研制。
虽然抗菌剂的品种繁多, 应用较广, 但日常使用的消毒剂只能产生短期效应, 且有害人体健康, 因此新型抗菌材料的开发从未停止。对抗菌剂的要求不仅要无毒无害和长效性外, 同时具有健康功能也是一个重要的发展趋势。
抗菌材料分为有机抗菌材料、无机抗菌材料和天然抗菌材料。有机抗菌材料对环境和人体有害且作用寿命短, 使用温度低于300℃; 无机抗菌剂克服了上述缺点。
包装是最大的塑料制品使用行业。抗菌包装物对于食品保质、防止外来污染非常有用。日本从1996 年发生全国性的o- 157 大肠杆菌污染引起食物中毒事件以后, 抗菌材料应用发展很快, 其中有一大应用是食品包装。食品包装物必须严格按照食品卫生包装物的要求来检验和判定。
果蔬采摘后包装是保持和提高果蔬价值的重要环节, 需要运用综合调节技术延长果蔬贮存期, 以满足果蔬贮藏、长途运输等需求。其中, 应用抗菌材料和抗菌技术可防止霉毒等微生物对果蔬的侵害, 获得较好的保鲜效果。某些产品的抗菌防霉包装也具有非常良好的经济和社会效益, 如出口服装、光学器材等。
在抗菌材料的实际应用过程中,应根据材料的用途和加工方法等要求,对抗菌剂进行必要的选择, 主要考虑的因素有: 抗菌效果主要是由mic 值( 阻碍细菌繁殖的抗菌剂的最小浓度) 体现出来的, mic 值越小证明抗菌效果越好。对于添加了抗菌剂的抗菌材料来说, 其抗菌能力主要是依赖材料表面的抗菌剂来实现的, 因此, 添加量一般要高于其mic 值。
不同的抗菌剂对于不同的细菌具有不同的抗菌能力, 也就是说抗菌剂只对特定的细菌表现出抗菌性, 在选择抗菌剂的时候应考虑抗菌剂的抗菌范围,抗菌范围当然越广越好。但是达不到时也可以对几种不同的抗菌剂进行复配,以期达到理想的抗菌范围。
作为食品包装材料, 抗菌剂的选用一定要对人体无害, 应避免使用具有急性毒性、慢性毒性、气味较大、刺激皮肤等类的抗菌剂。由此看来, 有机抗菌剂的使用就具有很大的局限性, 而无机抗菌剂和天然抗菌剂则因其安全性而成为应用的热点。