核心提示：传统上食品包装的主要材料都存在着一些缺陷，可能会对环境造成一定的负担，因此近年来出现了新的包装系统，如智能包装与活性包装，这些包装中使用的了一些生物活性成分，即抗菌剂。
摘要：传统上食品包装的主要材料都存在着一些缺陷，可能会对环境造成一定的负担，因此近年来出现了新的包装系统，如智能包装与活性包装，这些包装中使用的了一些生物活性成分，即抗菌剂。抗菌剂与各种类型的包装材料结合或可以在确保食品质量和安全的同时积极延长其保质期。
背景：传统上用于食品包装的主要材料种类是玻璃，金属，纸张和塑料。为了尽量减少对环境的影响，某些种类的食品包装已经开始回收甚至再利用(主要是玻璃和金属)，但塑料的回收仍然不足。因此，安全的可降解生物聚合物不断被开发改进并用作包装行业中，常见的包括多糖(例如淀粉和改性淀粉，纤维素，果胶，几丁质，壳聚糖等)，脂质(树脂，蜂蜡，天然树脂，卵磷脂，乳化剂等)，蛋白质(酪蛋白，胶原蛋白，明胶，大豆蛋白等)和微生物聚合物(支链淀粉，咖聚糖，凝胶聚糖等)。此外，最近还引入了新的包装系统，由用作包装基质的各种生物聚合物制成，与包装食品相互作用，包括“活性”和“智能”包装。
一、创新包装
防止食品腐败变质，保持食品品质，监测环境变化是保证食品质量、提高食品安全性的关键问题。如何保持食品品质?可以利用活性包装，通过改变包装食品环境条件来延长食品货架期，保持食品品质。如何监测环境变化?可以利用智能包装，通过监测包装食品的环境条件，提供在运输和储藏期间包装食品品质及储运环境变化的信息。
1、智能包装
智能包装是指在包装中引入信息、电子、传感等新技术，使其具有传统包装功能的同时，还具有某些特殊性能。它不仅可以提供有关成分或制造商的知识，还可以跟踪整个链条中食品的命运，包括监测环境和产品中发生的变化(例如，温度，pH的变化)，能够向消费者传达产品是否仍满足所有要求，是否安全。此外，智能包装间接使我们能够延长保质期。消费者看到产品“超过”包装上给出的日期，经常不假思索地扔掉食物，因为他们无法区分“最佳食用日期”和“保质期”一词。所述的“最佳食用日期”仅定义了保证所有产品特性的最短期限，而实际保质期更长，因此智能包装通过告知消费者产品的状况，可以防止食物被浪费。
2、活性包装
活性包装是指通过材料中的活性组分来改变食品的包装环境(氧气与二氧化碳浓度、湿度和微生物等条件)以延长货架期、改善食品品质和感官特性，同时保障食品安全的一种包装体系。一般通过以下方式起作用：(1)管理包装内的气体(例如，通过结合氧气或排放CO2);(2)防止食源性病原体的生长和抑制或杀死食品腐败微生物;(3)抑制生物膜的形成;(4)发挥抗自由基和抗氧化作用;(5)通过吸收可能导致食物变质或有难闻气味的物质(乙醇、酸、氧化碳、氨)。
二、抗菌剂及其在食品工业中的应用
1、金属纳米颗粒
金属和金属氧化物由于其体积小而被用作纳米颗粒(NP)，它可以与细菌表面的直接接触，导致细胞壁损伤和跨膜电子传递中断。有实验证明了金属纳米颗粒电荷对其抗菌活性的重要性，带正电荷的NPs对所有测试细菌具有最高的抗菌活性。
2、有机酸
有机酸可以通过降低溶液中的pH值，抑制微生物的生长，是抗菌剂的良好候选者。用于食品保鲜的有机酸最著名的例子之一是乳酸，它是由乳酸菌在植物原料(饲料、腌制蔬菜和水果)或牛奶发酵过程中产生的。苯甲酸钠和山梨酸钾也是众所周知的抗菌剂。
3、抗菌肽和细菌素
抗菌肽(AMPs)是由各种生物(原核生物和真核生物)产生的87至88多个氨基酸组成的寡肽。第一个分离和表征的AMP是由细菌产生的，即细菌素。细菌素包括乳酸链球菌素、白霉素、双歧素等。AMP的特点是具有广谱的靶向生物，可防止细菌，真菌，寄生虫和病毒。它们在非常低的浓度下具有很高的功效，能与抗生素产生协同作用。由于其高度阳离子特性，AMP可以与带负电荷的细菌细胞膜结合，导致其电化学势的变化。破坏细胞形态和细胞膜，最终导致细胞死亡。此外AMP还能抑制生物膜的形成，调节免疫系统，并具有抗癌或抗病毒特性。AMP可以直接掺入到包装聚合物中，可以涂覆在聚合物表面上。
4、来源于植物的天然抗菌剂
因为植物会天然合成各种化合物，保护其组织免受微生物和其他捕食者的侵害，因此它们被用作植物提取物，据估计已有1300多种植物含有对腐败微生物和食源性病原体具有抗菌活性的成分(酮、醛、酚、醚等)。
5、酶
酶能够抑制细菌生物膜的形成，直接攻击微生物或经历导致抗菌化合物形成的催化反应。有三类主要具有抗菌和抗生物膜潜力的酶。
图1抗菌酶的主要类别
6、乳铁蛋白
乳铁蛋白是牛奶中的铁结合蛋白。因此，它具有抗菌特性，特别是针对环境中需要高铁的细菌(如大肠菌群)。在食品包装工业中，乳铁蛋白与各种聚合物结合使用。
7、壳聚糖
壳聚糖是一种无毒的天然抗菌聚合物，是几丁质的脱酰化衍生物，已获得美国食品和药物管理局的GRAS批准。壳聚糖的抗菌活性是其带正电荷的分子与带负电荷的细菌细胞壁结合，导致细胞壁损伤、膜通透性改变、渗透失衡，最终导致细胞死亡。
8、噬菌体
噬菌体是一种专门侵染细菌的病毒。噬菌体可以直接加到食品里，或者将噬菌体制剂喷涂在食品包装的内表面，使食品免除细菌污染。
参考文献;DudaChodak Aleksandra,Tarko Tomasz,PetkaPoniatowska Katarzyna. Antimicrobial Compounds in Food Packaging[J]. International Journal of Molecular Sciences,2023,24(3).
