郭 娟，張 進(jìn)，王佳敏，朱全山

（華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北 唐山 063210）

食品含有豐富的營(yíng)養(yǎng)源，為人類的健康提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保障，但同時(shí)也為細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖提供了有利場(chǎng)所。隨著人們對(duì)食品品質(zhì)和安全的重視，抗菌包裝應(yīng)運(yùn)而生，抗菌包裝是指在包裝材料中加入抗菌物質(zhì)（抗菌劑），這種抗菌物質(zhì)可從包裝材料中逐漸釋放到食品表面來(lái)控制食品中微生物生長(zhǎng)的一種包裝技術(shù)[1]。一般地，傳統(tǒng)用于食品的抗菌劑會(huì)影響食品風(fēng)味、毒性大、威脅人體健康、抗菌效果差，如將山梨酸鹽、苯甲酸鹽、亞硝酸鹽和過(guò)氧化氫等防腐劑直接混合在食品配方中，會(huì)改變食品原有風(fēng)味[2]；將含有銀、銅、鋅等金屬離子的抗菌紙板或抗菌小袋直接放在包裝內(nèi)，抗菌效率低[3-7]。為了保證食品品質(zhì)、減少健康危害、提高抗菌效率，從植物、動(dòng)物或微生物中提取出的精油、蜂膠和細(xì)菌素等天然抗菌劑憑借其無(wú)毒、高效和可操作等特點(diǎn)成為包裝行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。Llana-Ruiz-Cabello等[8]研究了含有牛至精油的聚乳酸薄膜包裝對(duì)即食沙拉的抗菌活性；Jovanovic等[9]研究了含有薄荷或百里香精油的殼聚糖-明膠膜對(duì)鮮切甘藍(lán)中單核增生李斯特菌的抗菌作用；Quesada等[10]對(duì)含百里香精油的殼聚糖膜包裝即食肉類中微生物種群和感官特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；何葉子等[11]以殼聚糖、羧甲基纖維素鈉和蒙脫土為基材，通過(guò)添加乳酸鏈球菌素制備出對(duì)鮮肉具有保鮮效果的抗菌復(fù)合襯墊。從資源豐富的動(dòng)植物體內(nèi)尋找高效、低毒的抑菌、保鮮活性成分作為控制致病性微生物的替代物質(zhì)，有利于消費(fèi)者健康及提高資源利用率。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開發(fā)出相當(dāng)數(shù)量的天然抗菌劑，Sofi等[12]從抗菌包裝組成、抗菌包裝的類型以及抗菌劑在食品包裝中的有效性等方面綜述了抗菌包裝及其在食品包裝中的應(yīng)用；Huang Tianqi等[13]報(bào)道了食品包裝中天然抗菌劑和合成抗菌劑的組成及應(yīng)用；蔡晨晨等[14]介紹了抗菌物質(zhì)在食品包裝中的應(yīng)用研究進(jìn)展；劉勇等[15]對(duì)鮮切果蔬包裝中的抗菌物質(zhì)和抗菌包裝形式進(jìn)行了論述。上述報(bào)道中僅涉及到了部分天然抗菌劑，為了系統(tǒng)地了解天然抗菌劑的特性，本文較全面地闡述了天然抗菌劑的種類、抗菌特性及其在食品包裝的應(yīng)用發(fā)展。

1 天然抗菌劑及抗菌機(jī)理

天然抗菌劑是指從自然界中的動(dòng)物、植物體內(nèi)提取，或由微生物代謝產(chǎn)生的一類具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。根據(jù)其主要來(lái)源可分為三大類：植物源天然抗菌劑、動(dòng)物源天然抗菌劑和微生物源天然抗菌劑。

1.1 植物源抗菌劑

1.1.1 植物精油

精油作為食品的抗菌劑已被廣泛研究和應(yīng)用，其主要來(lái)源于可食用的香料和草藥中。從芳香植物和藥用植物中提取的精油具有生物活性，主要具有抗菌和抗氧化的特性[16]；植物精油是一種濃縮的疏水液體，含有揮發(fā)性香氣，可通過(guò)水蒸氣蒸餾或溶劑萃取等方法從植物體內(nèi)獲得[1]。醛類、酚類和含氧萜類化合物是精油中的主要抗菌活性物質(zhì)，其抗菌機(jī)理為：精油的有效抗菌成分與微生物細(xì)胞膜和線粒體的脂質(zhì)相互作用，破壞其結(jié)構(gòu)組織的有序性，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物、重要離子和分子大量流失，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[17]。目前已經(jīng)開發(fā)用于食品抗菌的植物精油主要有：牛至精油、肉桂精油、羅勒葉精油、香芹酚精油、檸檬草精油、丁香酚精油、百里香酚精油、大蒜精油（garlic essential oil，GEO）等。表1總結(jié)了近年來(lái)常用精油的抗菌成分及抗菌活性。

牛至精油來(lái)源于一種原產(chǎn)于歐洲、南亞和中亞的芳香草本植物——牛至，這種植物的葉子常用于希臘和意大利菜肴中以增添風(fēng)味；牛至精油的主要化學(xué)成分是香芹酚和百里香酚，它也存在于百里香、胡椒花和野佛手柑的 精油中[1]。香芹酚和百里香酚會(huì)造成大腸桿菌和鼠傷寒 沙門氏菌的細(xì)胞膜分解，導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)滲漏；香芹酚還能增加細(xì)胞膜的流動(dòng)性，引起鉀離子滲漏，導(dǎo)致膜電位破壞，抑制三磷酸腺苷的合成[20]，對(duì)單核增生李斯特菌、嗜水氣單胞菌和熒光假單胞菌的生長(zhǎng)和存活有抑制作用；牛至精油具有比百里香、羅勒等精油更高的抗菌活性，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌等食源性微生物有明顯的抑制作用[23]。Hashemi等[24]制備了含1%～6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）牛至精油的羅勒籽膠可食性膜，評(píng)價(jià)了其對(duì)大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和蠟狀芽孢桿菌的抗菌活性、抗氧化活性，以及膜厚度、含水量、透明度、膨脹指數(shù)、接觸角和透氣性等性能指標(biāo)，結(jié)果表明含1%～6%牛至精油的可食性膜對(duì)所檢測(cè)的病原菌均有顯著的抗菌活性，羅勒籽膠+ 牛至精油膜可作為可食用食品包裝材料。

表 1 植物精油的主要抗菌成分及抑菌對(duì)象[18-22]Table 1 Major components of selected plant essential oils with antibacterial properties[18-22]

肉桂精油來(lái)源于一種原產(chǎn)于斯里蘭卡的小常青樹肉桂的樹皮、樹葉或樹枝，將搗碎的肉桂樹皮浸泡在海水中，然后迅速蒸餾便可得到肉桂醛精油。肉桂葉精油具有香氣和藥用特性，其主要成分是丁香酚（70%～95%），其次是肉桂醛（1%～5%），肉桂葉精油的抗菌和抗真菌特性十分顯著[23]。Wu Juan等[25]采用液體沉淀法合成了含有肉桂醛和氧化鋅納米顆粒的大豆分離蛋白基生物抗菌復(fù)合膜，研究了肉桂醛和氧化鋅納米顆粒對(duì)薄膜樣品物理、機(jī)械和抗真菌性能的作用，結(jié)果表明，該復(fù)合膜表現(xiàn)出最好的阻隔能力、機(jī)械性能和抗真菌活性，其中抗真菌活性是大豆分離蛋白+氧化鋅組合膜的1.56 倍。

羅勒屬于唇形科，分布于世界各地，40%可以產(chǎn)出揮發(fā)性的芳香精油，其精油化學(xué)成分的比例各不相同，如超過(guò)90%的羅勒精油含有一種化學(xué)成分（甲基胡椒酚），有的羅勒屬精油則含有多種物質(zhì)，羅勒精油的成分主要分為兩大類：?jiǎn)屋?、倍半萜烴類以及芳香苯基丙烯類[17]；羅勒精油的揮發(fā)性成分對(duì)多種植物病原真菌活性有抑制作用。Joshi等[26]通過(guò)加氫蒸餾的方法提取的羅勒精油具有抗革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的活性。Arfat等[16]制備的添加了氧化鋅納米顆粒和羅勒葉精油的魚蛋白共混膜對(duì)食源性致病菌和食物腐敗菌有較強(qiáng)的抗菌活性。

檸檬草是一種多年生草本植物，從葉子中提取的檸檬草精油對(duì)細(xì)菌和皮膚真菌有很強(qiáng)的抑制活性，檸檬草精油主要由檸檬醛組成，具有抗菌、抗炎和驅(qū)蚊等作用。Aparna等[27]提取的檸檬草精油對(duì)大多數(shù)鮑曼氏菌有抑制作用，平均抑制直徑為23 mm，檸檬草精油的最小抑制劑量為6.25 μL/mL。

植物精油可以單獨(dú)用于食品的抗菌，也可以多種精油復(fù)合或與其他天然抗菌劑配合使用達(dá)到抗菌目的。有資料表明，丁香、百里香、肉桂、迷迭香、鼠尾草和香蘭素的精油對(duì)抑制微生物最有效，它們通常對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌比對(duì)革蘭氏陰性菌有更強(qiáng)的抑制作用[28-29]。

Hosseini等[28]分別制備了含有0.5%、1%和1.5%百里香、丁香和肉桂精油的殼聚糖基薄膜，并對(duì)其抗菌、物理和機(jī)械性能進(jìn)行了檢測(cè)，用掃描電子顯微鏡表征了其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。結(jié)果表明，含有百里香精油的膜對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的抑菌作用明顯大于含有丁香和肉桂精油的膜；薄膜對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌比革蘭氏陰性菌更有效；將百里香和丁香精油加入殼聚糖膜中，可提高膜的含水率（17.80%～28.38%）、水溶性（25.97%～30.62%）、透氣性（0.00233～ 0.00571 g/（s·m2））、斷裂伸長(zhǎng)率（25.31%～42.70%）。

Burt[18]研究了香芹酚、百里香酚、丁香酚、肉桂醛等精油的抗菌特性和它們?cè)谌?、奶、蔬果、糧食等食品中的潛在應(yīng)用；Araújo等[30]研究了GEO、異硫氰酸烯丙酯（allylisothiocyanate，AITC）、乳酸鏈球菌素3 種抗菌劑對(duì)新鮮香腸的抗菌性、理化特性和感官品質(zhì)的影響，并使用不同的抗菌劑組合進(jìn)行處理，測(cè)定了對(duì)接種 大腸桿菌O157:H7和植物乳桿菌的香腸在體外最低的殺菌濃度，并評(píng)估了香腸在貯存期間（6 ℃保存20 d）的微生物和理化參數(shù)。發(fā)現(xiàn)125 μL/kg GEO+62.5 μL/kg AITC+20 mg/kg 乳酸鏈球菌素或者62.5 μL/kg GEO+125 μL/kg AITC+20 mg/kg 乳酸鏈球菌素的組合配方對(duì)減少大腸桿菌O157:H7和植物乳桿菌最有效，GEO+乳酸鏈球菌素+AITC的組合能有效提高新鮮香腸的安全性和延長(zhǎng)貨架期，且不影響其感官度。

1.1.2 植物抽提物

對(duì)于植物抽提物作為天然抗菌劑的研究也較廣泛，植物抽提物主要包括一些生物堿類、糖苷類、萜類、黃酮類、鞣酸類和醌類等，都已被證實(shí)具有廣譜抗菌特性，且不使作用對(duì)象產(chǎn)生耐藥性[31]，它們是植物在生長(zhǎng)過(guò)程中體內(nèi)自發(fā)合成的具有抗菌作用的化合物，能影響細(xì)菌的生長(zhǎng)，其抗菌機(jī)理主要有：對(duì)微生物的細(xì)胞壁造成破壞；進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)使細(xì)胞質(zhì)發(fā)生凝聚現(xiàn)象；對(duì)細(xì)胞膜及膜蛋白進(jìn)行破壞等，這些不同作用機(jī)理間存在一定的相關(guān)性[32]。因此，植物抽提物中的天然抗菌成分為控制食品微生物感染開辟了新的趨勢(shì)。目前已經(jīng)報(bào)道的用于食品抗菌包裝的植物抽提物有茶多酚、姜黃素、樹蠟、石榴和葡萄籽的提取物等。

茶多酚是茶葉的主要活性成分，具有顯著的抗氧化、抗病毒、抗菌等生物活性，由于其有效的功能和低廉的價(jià)格，被廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)藥行業(yè)，與其他天然提取物相比，茶多酚還具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和良好的生物大分子反應(yīng)活性。據(jù)報(bào)道，茶多酚中大量的酚羥基可以通過(guò)氫鍵與氨基或羧基結(jié)合，而茶多酚的疏水苯環(huán)也可以通過(guò)疏水作用力與生物大分子結(jié)合，說(shuō)明茶多酚具有作為多糖膜活性成分的優(yōu)良性能[33]。通常情況下，茶多酚濃度越高，抑菌效果越顯著，這是由于茶多酚具有抗氧化能力，可以特異性地凝結(jié)結(jié)構(gòu)蛋白、與脫氧核糖核酸分子結(jié)合，破壞微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，從而抑制微生物的生長(zhǎng)[34]。Gao Haoxiang等[33]用共混法將茶多酚加入到果膠和殼聚糖基質(zhì)中，制備了一種由果膠、殼聚糖和茶多酚組成的可食用功能性多糖膜，結(jié)果表明，添加茶多酚可使這種可食用功能性多糖膜的厚度和透氣性增加，抗拉強(qiáng)度降低17%，斷裂伸長(zhǎng)率提高37%；茶多酚與薄膜基體相互作用，使得這種可食用功能性多糖膜結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，具有顯著的緩釋、抗氧化和防腐活性，且具有濃度依賴性，此外，這種多糖膜能有效抑制鮮牛肉在貯藏8 d內(nèi)顏色的變化，在食品工業(yè)有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

姜黃素是一種從姜黃根中提取的天然橙黃色生物活性化合物，自古以來(lái)就被用作香料、著色劑和調(diào)味劑，姜黃素是一種不溶于水的酚類物質(zhì)，無(wú)毒，即使在高濃度下使用也很安全，其藥用價(jià)值突出，具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、抗癌和抗菌活性等多種功能；將姜黃素 與纖維素、纖維素醋酸酯、膠原蛋白、明膠、卡拉膠、瓊脂、殼聚糖、聚乳酸等生物高分子化合物共混制備的功能優(yōu)良的復(fù)合材料可用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[35]。Roy等[35]研究了明膠/姜黃素復(fù)合膜的性能及其在食品包裝中的應(yīng)用，為了使姜黃素在聚合物基體中得到適當(dāng)?shù)墓不?，使用乳化劑十二烷基硫酸鈉將姜黃素均勻分散在薄膜溶液中，研究了不同姜黃素添加量（0.25%、0.5%、1.0%和1.5%）的凝膠基復(fù)合膜的物理性能，如紫外線阻隔性、光學(xué)性能、疏水性、水蒸氣阻隔性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械特性以及抗菌和抗氧化性能；結(jié)果表明明膠/姜黃素復(fù)合膜對(duì)食源性致病菌有顯著的抗菌活性，其抗氧化活性可與抗壞血酸相媲美，明膠/姜黃素復(fù)合膜是一種易于作為活性包裝材料的抗氧化劑和抗菌劑，可保證食品的安全性和延長(zhǎng)食品的貨架期。

植物蠟質(zhì)常作為一層保護(hù)屏障存在于植物最外部，可以抵御外部環(huán)境傷害，防止植物內(nèi)部水分蒸發(fā)，阻止病菌進(jìn)入植物內(nèi)部；因此，蠟質(zhì)層在果蔬貯藏保鮮中具有重要價(jià)值。一般地，果實(shí)表皮蠟的厚度、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等直接影響蔬菜和水果的貯藏性能和抗病能力。基于此原理，張旭[2]研究了從楊樹葉、柳樹葉和松枝葉3 種樹葉中提取出的表皮蠟質(zhì)（樹蠟）對(duì)鮮蛋和冷鮮肉的抗菌保鮮效果，結(jié)果表明，3 種樹葉表皮蠟質(zhì)主要以烷烴和脂肪酸類化合物為主，90%為大分子物質(zhì)，其在表面形成一種疏水性結(jié)構(gòu)，使葡萄糖等大分子物質(zhì)不易進(jìn)入，僅允許CO2、水等小分子物質(zhì)通過(guò)，可抵御外來(lái)細(xì)菌的侵入，保護(hù)植物免受病蟲害侵襲；同時(shí)，樹蠟中存在酰胺，有強(qiáng)抑菌效果。3 種樹蠟的體外抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明其對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌有較好的抑制作用，能延長(zhǎng)食品的貨賀期，因此得出樹蠟可作為食品涂膜保鮮劑的結(jié)論。Syahida等[36]研究了添加0～60%的棕櫚蠟對(duì)食品包裝用魚膠薄膜物理機(jī)械、防水和抗菌性能的影響。

將石榴提取物與薄荷提取物混合制成的殼聚糖-聚乙烯醇膜具有良好的抗氧化性能，對(duì)金黃色葡萄球菌和蠟樣芽孢桿菌具有抗菌活性。葡萄籽提取物是另一種具有抗氧化和抗菌性能的化合物，主要含有具有抗菌作用的柚皮苷、抗壞血酸、橘皮苷和各種有機(jī)酸，可單獨(dú)或與其他抗氧化技術(shù)相結(jié)合用于食品保鮮[37]。Duran等[37]以殼聚糖為載體，通過(guò)添加活性抗菌物質(zhì)乳酸鏈球菌素、那他霉素和石榴、葡萄籽的提取物，制備了可食性抗菌活性包裝膜，并發(fā)現(xiàn)該膜具有能延長(zhǎng)鮮草莓貨架期的潛力。

同樣地，香蕉提取物也含有多種生物活性化合物，如酚類、類胡蘿卜素、生物胺和植物甾醇等，這些化合物中有許多具有抗氧化活性，對(duì)人類健康有積極的影響，將其與可食性包裝材料復(fù)合可用于食品的抗氧化[38]。

1.1.3 皂苷

還有一類植物抗菌劑主要來(lái)源于草藥的分離物， 如皂苷，是取自于植物體內(nèi)的一種抗菌活性物質(zhì)，其藥用價(jià)值十分突出，有助于降低膽固醇，對(duì)癌細(xì)胞株生長(zhǎng)有抑制作用。含有皂苷的植物有豆科、薔薇科、葫蘆科、莧科等。皂苷是苷類中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物，種類繁多，易溶于水或乙醇溶液，pH值為4.5～5.5；皂苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有皂苷元與糖結(jié)構(gòu)，皂苷元具有不同程度的親脂性，而糖鏈具有較強(qiáng)的親水性，故其表面反應(yīng)活性較高，組成皂苷的常見糖有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸等。皂苷按皂苷配基的結(jié)構(gòu)可分為兩類：甾族皂苷和三萜皂苷，其中甾族皂苷多存在于百合科和薯蕷科植物中，三萜皂苷多存在于五加科和傘形科等植物中。皂苷因其抗菌和抗真菌的特性常被廣泛用作農(nóng)藥和殺菌劑。

近些年，皂苷在食品防腐抗菌方面的研究逐漸成為研究的焦點(diǎn)，皂樹皮皂角苷是目前美國(guó)食品和藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）唯一承認(rèn)的食品用皂角苷。無(wú)患子皂苷來(lái)源于無(wú)患子科植物無(wú)患子的假種皮，主要包括以常春藤皂苷元為基本骨架的三萜皂苷及一些倍半萜皂苷，具有抗病毒、降血壓、抗真菌、殺蟲等多種藥理作用[29]。金秋等[39]采用濾紙片瓊脂擴(kuò)散法檢測(cè)了無(wú)患子皂苷抑制細(xì)菌和真菌的活性，結(jié)果表明無(wú)患子皂苷對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、大腸桿菌、巨大芽孢桿菌、白色念珠菌、黑曲霉和綠色木霉具有很強(qiáng)的抑菌活性。

仙客來(lái)皂苷來(lái)源于野生植物報(bào)春花科的仙客來(lái)塊莖，主要成分為三萜皂苷，具有抗癌、殺精、抗菌、鎮(zhèn)痛、抗炎等藥理作用。Saboora等[40]研究了從仙客來(lái)中提取的皂苷對(duì)5 種不同細(xì)菌（銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、肺炎克雷伯菌和乳酸球菌）的抗菌活性，結(jié)果表明，仙客來(lái)提取物中皂苷含量較高，酚類化合物含量較低；在測(cè)定正丁醇皂苷提取物對(duì)糞腸球菌的抑菌作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，含有0.08 μg總皂苷的水相糖苷配基對(duì)直徑為14 mm抑菌圈內(nèi)的銅綠假單胞菌具有更高的抑菌活性，而含有0.2 μg總皂苷的乙酸乙酯相糖苷配基分別對(duì)抑菌圈直徑為9.3 mm和13.6 mm的銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌具有抑菌活性；提示仙客來(lái)中皂苷提取物可作為抗革蘭氏陰性菌的強(qiáng)抑菌劑，可在食品抗菌包裝中推廣使用。

1.2 動(dòng)物源抗菌劑

1.2.1 蜂膠

蜂膠是蜜蜂從植物芽孢或樹干上采集樹脂后將其混入其上腭腺、蠟腺的分泌物加工而成的一種具有芳香氣味的膠狀固體物，早在公元前300年，蜂膠就被用于民間醫(yī)學(xué)，具有多種生物活性，如抗癌、抗氧化、消炎、抗真菌和抗肝毒性等，在亞洲、歐洲和美洲的許多國(guó)家，其也被用于制作保健飲料[41]。蜂膠的抗氧化性能主要源于 其含有的黃酮類化合物和酚類化合物。蜜蜂收集蜂膠是為了密封蜂巢，防止入侵蜂巢后被蜜蜂殺死的生物腐爛，因此，認(rèn)為蜂膠具有抗菌活性，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其抗菌活性主要來(lái)源于極性酚類化合物。如科學(xué)家們從巴西蜂膠中分離出4 種烷型二萜酸的抗菌化合物——異柏油酸、乙?；惏叵┧?、南陽(yáng)杉酸和辛濕地松酸；科學(xué)家們從智利中部的蜂膠中分離出了17 種酚類化合物，其中黃酮、松柏醛和二氫苯并呋喃木酚醛具有抑制分枝桿菌的活性[41]。近些年，蜂膠逐漸從藥用走向食品抗菌包裝領(lǐng)域，這些具有抗菌作用的酚類化合物是植物在生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程中由于感染和損傷等脅迫條件自發(fā)形成的，將它們添加到食品包裝材料中可發(fā)揮積極的抗氧化和抗菌活性作用[42-43]。

Hasan等[44]采用高速均質(zhì)技術(shù)制備了以麥芽糖糊精為基材的納米蜂膠包封膜，用瓊脂擴(kuò)散法進(jìn)行抗菌活性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，納米蜂膠對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌具有抗菌活性，對(duì)枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌的抑菌率分別達(dá)到205.86%、211.83%、227.01%和230.29%。Rufatto等[43]以巴西紅蜂膠為原料，采用生物導(dǎo)向分餾技術(shù)得到抑菌活性顯著的亞組分，該亞組分對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌的最低抑菌質(zhì)量濃度分別為56.75、28.37、454.00 μg/mL和227.00 μg/mL。

1.2.2 溶菌酶

溶菌酶又稱胞壁質(zhì)酶或N-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶，是一種能水解致病菌中黏多糖的天然堿性酶。主要通過(guò)破壞細(xì)胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之間的β-1,4糖苷鍵，使細(xì)胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，導(dǎo)致微生物細(xì)胞裂解，該酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用，也適宜于低酸性食品的防腐[45]。溶菌酶多存在于體分泌物和家禽的蛋清中，對(duì)許多革蘭氏陽(yáng)性菌具有抑制和滅活效果；然而，由于革蘭氏陰性菌在細(xì)胞壁上存在一種保護(hù)性的多糖，對(duì)溶菌酶的敏感性較低，且由于游離溶菌酶分子不穩(wěn)定且易失活，其實(shí)際應(yīng)用十分有限[46]。

為提高溶菌酶的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，科學(xué)家們開發(fā)了多種方法，如將溶菌酶與其他抗菌藥物聯(lián)合可獲得較好的抗菌活性，也可以將溶菌酶以微膠囊、薄膜和納米顆粒等形式與其他物質(zhì)結(jié)合使用，其中，蛋白質(zhì)/多糖復(fù)合物中的糖組分可以通過(guò)與蛋白質(zhì)分子形成氫鍵來(lái)保護(hù)溶菌酶的結(jié)構(gòu)，Liu Yong等[47]通過(guò)利用聚谷氨酸和殼聚糖包覆溶菌酶，拓寬了復(fù)合溶菌酶納米試劑的抗菌譜，提高了其抗菌活性。Wu Tiantian等[48]利用離子凝膠技術(shù)制備了殼聚糖納米顆粒（chitosan nanoparticles，CS-NPs）和殼聚糖-溶菌酶納米顆粒（chitosan-lysozyme nanoparticles，CS-Lys-NPs），研究了CS-NP和CS-Lys-NP對(duì)大腸桿菌 和枯草芽孢桿菌的抗菌活性，結(jié)果顯示，CS-NP和CS-Lys-NP 對(duì)大腸桿菌的抑制圈直徑分別為（10.34±1.21）mm和（13.11±0.48）mm，對(duì)枯草芽孢桿菌的抑制圈直徑分別為（11.70±1.51）mm和（12.89±1.25）mm，可見， CS-Lys-NPs具有更高的抗菌活性。Buonocore等[49]用雞蛋清中的溶菌酶作為活性物質(zhì)，以HCl為催化劑、乙二醛為交聯(lián)劑，制備了以交聯(lián)聚乙烯醇為基體的單層和多層抗菌包裝膜，從控制活性化合物釋放的能力和其對(duì)目標(biāo)微生物的有效性兩個(gè)方面評(píng)估了膜的抑菌性能。周林宗等[50]采用溶菌酶、海藻酸鈉和殼聚糖復(fù)配抗菌液保鮮油桃，研究發(fā)現(xiàn)，在室溫條件下，含1.0%的殼聚糖、0.07%的溶菌酶和1.0%的海藻酸鈉復(fù)配抗菌液對(duì)油桃保鮮效果最好，降低了果實(shí)的腐爛率。

1.2.3 乳鐵蛋白

乳鐵蛋白是一種單分子、雙葉形、分子質(zhì)量約為80 kDa的鐵結(jié)合糖蛋白，屬于轉(zhuǎn)鐵蛋白家族，包括血清轉(zhuǎn)鐵蛋白和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，其存在于黏膜表面、多形核白細(xì)胞的特定顆粒內(nèi)以及生物液體（包括牛奶、唾液和精液等）中，這表明其可能在先天免疫應(yīng)答中發(fā)揮保護(hù)作用。動(dòng)物源抗菌劑的抗菌機(jī)理主要是通過(guò)滲透方式進(jìn)入微生物的細(xì)胞內(nèi)，與胞內(nèi)帶有陰離子的物質(zhì)通過(guò)吸附結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂，從而殺死細(xì)胞。乳鐵蛋白的抗菌活性已被證實(shí)，這種活性歸因于乳鐵蛋白隔離鐵的能力，從而“剝奪”了潛在病原體的必要營(yíng)養(yǎng)素，乳鐵蛋白對(duì)多種細(xì)菌（如變形鏈球菌和霍亂弧菌等）有抑菌作用，但對(duì)大腸桿菌無(wú)抑菌作用。目前，乳鐵蛋白已被證實(shí)具有第二類抗菌活性，即殺菌活性，這是蛋白質(zhì)與細(xì)菌直接相互作用的結(jié)果，進(jìn)一步研究表明，乳鐵蛋白只有在不含鐵的狀態(tài)下才具有殺菌作用，鐵飽和乳鐵蛋白的殺菌活性降低；乳鐵蛋白還可以調(diào)節(jié)已知抗菌劑的活性，如與溶菌酶和抗生素協(xié)同使用抗菌效果更顯著[51-52]。

Niaz等[53]報(bào)道了乳鐵蛋白在食品抗菌包裝方面的應(yīng)用。Brown等[54]制備了含乳鐵蛋白、溶菌酶、乳酸鏈球菌素的圓片狀殼聚糖膜，研究了乳鐵蛋白在殼聚糖基可食性薄膜中的抗菌活性，以及乳鐵蛋白與溶菌酶對(duì)食源性致病菌大腸桿菌O157:H7和單核增生李斯特菌生長(zhǎng)的聯(lián)合抑制作用。將殼聚糖和甘油溶于體積分?jǐn)?shù)1%乙酸溶液中，制備殼聚糖基薄膜，向膜中加入不同量（0.5、1、2 mg/片）的乳鐵蛋白、溶菌酶或乳酸鏈球菌素，盡管與溶菌酶結(jié)合的膜對(duì)單核增生李斯特菌和大腸桿菌都有顯著的抗菌活性，但加入乳鐵蛋白的膜沒(méi)有表現(xiàn)出任何明顯的抗菌活性，乳鐵蛋白與溶菌酶聯(lián)用對(duì)兩種細(xì)菌均有明顯的協(xié)同作用；在溶菌酶膜中加入乳鐵蛋白對(duì)單核增生李斯特菌的抑菌作用大于在0.4 mg/片下加入乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）。結(jié)果表明，乳鐵蛋白可替代EDTA等螯合劑，乳鐵蛋白與溶菌酶 具有較高的抗菌協(xié)同效應(yīng)。Rollini等[55]將溶菌酶和乳鐵蛋白涂布在共擠聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）膜上，這種薄膜對(duì)鮭魚片在較長(zhǎng)的貯藏時(shí)間和較高的溫度下產(chǎn)生硫化氫的細(xì)菌有較好的抑制作用，大大減少了食品中微生物數(shù)量。

Redwan等[56]指出乳鐵蛋白是一種具有高鐵結(jié)合能力的哺乳動(dòng)物先天免疫防御糖蛋白，具有顯著的消炎和抗菌特性，并評(píng)估了單獨(dú)使用駱駝乳鐵蛋白（camel lactoferrin，cLf）和人乳鐵蛋白（human lactoferrin，hLf）以及聯(lián)合多種抗生素對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphylococcus aureus，MRSA）的抗菌效果，實(shí)驗(yàn)表明，cLf在0.25～3.00 mg/mL和hLf在1～3 mg/mL時(shí)可抑制MRSA的生長(zhǎng)，cLf對(duì)MRSA的抑制作用比hLf高3 倍，cLf或hLf與抗生素聯(lián)合使用可增強(qiáng)對(duì)MRSA的體外抗菌作用。Machado等[57]對(duì)負(fù)載20%牛乳鐵蛋白（bull lactoferrin，bLF）的電紡聚乳酸（electrospun polylactic acid，PLLA）納米纖維膜性質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)bLF的存在降低了PLLA膜的疏水性，所制得的膜能通過(guò)抑制孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)來(lái)抗真菌，證明了bLF-PLLA 納米纖維膜作為抗真菌材料的巨大潛力。Barbiroli等[58]將抗菌蛋白溶菌酶和乳鐵蛋白摻入含羧甲基纖維素的紙中，發(fā)現(xiàn)在造紙過(guò)程中帶正電的蛋白與紙基體非共價(jià)結(jié)合；造紙過(guò)程中將60%以上的蛋白質(zhì)單獨(dú)或聯(lián)合添加到緩沖鹽水中，結(jié)果表明緩沖鹽水中釋放出的蛋白質(zhì)保留了它們的結(jié)構(gòu)和功能特征，說(shuō)明造紙過(guò)程沒(méi)有影響它們的結(jié)構(gòu)；釋放的蛋白質(zhì)中也保留了對(duì)常見食品污染物的抗菌活性，在用含有溶菌酶和乳鐵蛋白的紙進(jìn)行抗李斯特菌實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩種蛋白質(zhì)的增效作用都很明顯；對(duì)含有抗菌蛋白的薄肉片進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶菌酶在阻止這種特殊微生物群的生長(zhǎng)方面是最有效的。

1.2.4 葡萄糖氧化酶

葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GO）是一種從不同類型真菌中提純的黃素蛋白，多存在于尼日利亞菌素和青霉菌中，對(duì)食物傳播的致病菌，如嬰兒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、蠟樣芽孢桿菌、空腸彎曲桿菌和單核增生李斯特菌等有抗菌作用；葡萄糖氧化酶的抗菌活性是通過(guò)β-D-葡萄糖氧化形成的過(guò)氧化氫和葡萄糖酸的催化作用表現(xiàn)出來(lái)的[59]。

Murillo-Martínez等[59]研究了將2 種天然抗菌劑（乳酸鏈球菌素和GO）添加到pH值分別為5.5和8.5的乳清蛋白分離膜（whey protein isolate，WPI）基體中制備的可食用包裝膜的抗菌活性和疏水性，評(píng)估了膜對(duì)李斯特菌、熱死環(huán)絲菌、大腸桿菌和乳酸球菌的抑菌效果，結(jié)果表明：抗菌活性與WPI膜的疏水性和水溶性有關(guān)，抗菌活性排序?yàn)镚O膜＞乳酸鏈球菌素膜＞GO膜+乳酸鏈球菌素膜，在大多數(shù)情況下，pH值為5.5時(shí)膜表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗菌活性和更高的疏水性，GO膜可用于保存食品的涂層系統(tǒng)。

1.3 微生物源抗菌劑

1.3.1 細(xì)菌素及多肽

細(xì)菌素，特別是乳酸鏈球菌素，是由一些細(xì)菌產(chǎn)生的天然抗菌化合物，可被載入活性膜中，以控制食源性致病菌[60]。微生物源抗菌劑的抗菌機(jī)理主要有：通過(guò)分泌抗菌物質(zhì)改變細(xì)胞膜的通透性；或寄生于微生物上；或通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系來(lái)抑制微生物的滋生。乳酸鏈球菌素是一種由食用級(jí)細(xì)菌乳球菌亞群產(chǎn)生的陽(yáng)離子肽（34-氨基酸肽），乳酸菌能抑制多種孢子的萌發(fā)，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，尤其是單核增生李斯特菌有較強(qiáng)的抑制作用，其抗菌活性是由于靜電與細(xì)胞膜的磷脂相互作用，干擾正常的細(xì)胞膜功能，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[59-61]。乳酸鏈球菌素是歐盟指定唯一具有食品防腐劑功能的細(xì)菌素（標(biāo)簽為E 234），乳酸鏈球菌素還被FDA于2001年批準(zhǔn)為可用于食品中的抗菌劑，且具有商業(yè)可用性和耐熱性，成為目前食品抗菌包裝領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，有關(guān)含有乳酸鏈球菌素的抗菌食品包裝系統(tǒng)已被許多學(xué)者提出并研究，包括乳酸鏈球菌素在涂層或膜中的釋放、乳酸鏈球菌素對(duì)食品成分的吸附或成膜方法以及影響乳酸鏈球菌素抗菌效果的各種因素等[62-63]。

多肽p34是一種類似細(xì)菌素的物質(zhì)，由從亞馬遜河流域的一種魚身上分離出來(lái)的新型芽孢桿菌產(chǎn)生，這種物質(zhì)可以抑制幾種致病菌，如單核增生李斯特菌和蠟樣芽孢桿菌，通過(guò)破壞目標(biāo)細(xì)菌的膜功能殺死細(xì)菌，最近的一項(xiàng)研究表明，多肽p34與乳酸鏈球菌素類似，真核細(xì)胞對(duì)其不產(chǎn)生不良反應(yīng)，因此多肽p34具有微生物抗菌劑的潛力[34]。

由于乳酸鏈球菌素在較高pH值下無(wú)抑菌性，加上潛在耐藥菌株的發(fā)現(xiàn)，使得乳酸鏈球菌素的應(yīng)用受到限制[64]； 將乳酸鏈球菌素與其他防腐抗菌劑結(jié)合在活性膜中使用受到相當(dāng)大的關(guān)注，例如，將乳酸鏈球菌素Z和海藻酸結(jié)合加入到普魯蘭膜中，對(duì)食源性致病菌表現(xiàn)出良好的抑制作用[65]；乳酸鏈球菌素與EDTA聯(lián)合加入到海藻酸鈣膜中對(duì)嗜冷菌和嗜常溫菌均有抑制作用[66]；將乳酸鏈球菌素（100 AU）、肉桂精油（0.6%）和氧化鋅納米顆粒（10 mg/15 mL）加入到瓊脂基膜中，制備的共混膜具有顯著抑制單核增生李斯特菌生長(zhǎng)的作用，并對(duì)食品品質(zhì)無(wú)影響[60]；將葡萄籽提取物（1%）、乳酸鏈球菌素（10000 IU/g）和EDTA（0.16%）的混合物加入到大豆分離蛋白膜中，對(duì)單核增生李斯特菌、大腸桿菌O157:H7和傷寒沙門氏菌均有抑制作用[64]。

能夠負(fù)載抗菌劑乳酸鏈球菌素的基材種類有很多，例如可食性膜，包括酪蛋白酸鈉薄膜、殼聚糖膜、海藻酸膜、甲基纖維素/羥丙甲纖維素膜、玉米蛋白/大豆蛋白/小麥面筋蛋白/乳 清蛋白/卵清蛋白膜等；還有可降解聚合物膜，如聚乙烯醇、線性低密度聚乙烯和聚乳酸等。這種混合使用方式均能有效抑制多種細(xì)菌，用于食品活性包裝系統(tǒng)中[37,62,67]。

1.3.2 納他霉素

納他霉素又名游霉素，是一種天然的抗真菌劑，被歸為大環(huán)內(nèi)酯多烯類，由納他霉素鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生，具有廣泛的抗菌譜[61]。納他霉素和其他多烯類抗真菌藥物類似，可以與細(xì)胞膜甾醇結(jié)合，主要是與麥角甾醇結(jié)合，由于細(xì)菌的細(xì)胞膜缺乏甾醇類物質(zhì)，因此細(xì)菌對(duì)納他霉素不敏感，但是納他霉素可與真菌細(xì)胞膜上的甾醇結(jié)合，從而使細(xì)胞內(nèi)容物滲漏，故納他霉素可預(yù)防食品中真菌、霉菌的生長(zhǎng)[37]。與乳酸鏈球菌素一樣，歐盟和美國(guó)均批準(zhǔn)可將納他霉素（標(biāo)簽為E 235）用于保存某些食品；目前，納他霉素通常用于肉類、乳制品（白干酪、酸奶油和酸奶）等，通常將納他霉素懸浮液噴灑在一些硬型奶酪表面，形成可食用涂層，以防止霉菌在其表面生長(zhǎng)[61,63]。

Duran等[37]以殼聚糖為基材，加入納他霉素制成涂層液處理新鮮草莓，并將其利用保鮮盒密封貯存，結(jié)果發(fā)現(xiàn)殼聚糖與納他霉素結(jié)合的抗菌包裝對(duì)酵母菌和霉菌有明顯的抗菌作用，可延長(zhǎng)新鮮草莓的保質(zhì)期。Lantano等[68]采用溶膠-凝膠法制備了以納他霉素為活性劑、聚乳酸為基體的活性包裝膜，發(fā)現(xiàn)該膜能夠調(diào)節(jié)霉菌的數(shù)量，抑制工業(yè)半軟干酪表面霉菌的生長(zhǎng)。Romero等[69]研究了不同濃度的納他霉素活化小麥面粉制成的包裝薄膜的性能，用瓊脂擴(kuò)散法檢測(cè)了活性小麥粉膜對(duì)白色念珠菌和黑曲霉的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)高濃度時(shí)對(duì)白色念珠菌的抑菌圈直徑更大，但對(duì)黑曲霉的抑菌圈直徑則沒(méi)有顯著差異；將活性膜覆蓋在軟干酪上，并在室溫和4 ℃下保存14 d，發(fā)現(xiàn)奶酪表面沒(méi)有霉菌生長(zhǎng)，提示在小麥面粉薄膜中添加納他霉素可以用來(lái)包裝奶酪，抑制奶酪變質(zhì)。Türe等[70]將納他霉素、迷迭香提取物和兩者的混合物分別加入面麩和甲基纖維素基材中制成生物聚合物膜，用瓊脂擴(kuò)散法測(cè)定了該膜對(duì)黑曲霉和羅勒青霉的抗真菌活性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：納他霉素對(duì)黑曲霉和羅勒青霉的最小抑菌濃度每10 g膜溶液分別為2 mg和1 mg；單獨(dú)使用迷迭香提取物沒(méi)有抗菌活性，而添加兩者混合物的膜能夠抑制霉菌的生長(zhǎng)。

1.3.3 益生菌

益生菌是攝入體內(nèi)的一定數(shù)量對(duì)健康有益的活微生物[71]，包括乳酸菌、雙歧桿菌（包括嗜酸乳桿菌和兩歧雙歧桿菌）、酵母菌和鏈球菌等菌種，是一種活的微生物食品補(bǔ)充劑，其可以改變腸道微生物群的組成和代謝活動(dòng)，并且調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的反應(yīng)，對(duì)宿主有益，無(wú)致病作用[72]。有些益生菌會(huì)產(chǎn)生一些天然抗生素，抑制或殺死腸道有害菌[73]，建議每日攝入約106～109CFU；果汁、飲料以及可食性的涂膜材料都可以作為益生菌的載體用于生物活性包裝系統(tǒng)中。

López de Lacey等[71]將兩種益生菌（嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌）接種于食用明膠涂膜中，用于保存鱈魚，顯著減少了鱈魚產(chǎn)生H2S腐敗菌的微生物數(shù)量。同時(shí)，López de Lacey等[74]又將綠茶提取物和兩種益生菌 （乳酸菌和乳酸雙歧桿菌）加入瓊脂基膜中，然后將其應(yīng)用于之前接種了腐敗鏈球菌和磷酸光桿菌的鱈魚片上，益生菌向魚體內(nèi)遷移，導(dǎo)致乳酸菌群增殖；含有益生菌和綠茶提取物的薄膜可降低鱈魚片的化學(xué)腐敗指標(biāo)，并減少產(chǎn)生H2S腐敗菌的微生物數(shù)量，使鱈魚片貨架期至少延長(zhǎng)一周。Sánchez-González等[75]研究了植物乳桿菌在以不同的生物聚合物，包括酪蛋白酸鈉、豌豆蛋白、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素為基體的薄膜中的生存能力，結(jié)果顯示植物乳桿菌在以蛋白質(zhì)為基體的薄膜中具有較高的生存能力，但細(xì)菌素的生產(chǎn)速度比在以纖維素為基體的薄膜中慢，說(shuō)明植物乳桿菌在以纖維素為基體的薄膜中具有較高的生產(chǎn)細(xì)菌素的能力；與植物乳桿菌共混的甲基纖維素膜和羥丙基甲基纖維素膜在5 ℃貯藏的前8 d內(nèi)完全抑制了英諾克李斯特菌（Listeria innocua）的生長(zhǎng)，說(shuō)明這些基材是植物乳桿菌的有效載體。此外，Sánchez-González等[76]分別將嗜酸乳桿菌和羅伊氏乳桿菌（L. reuteri）與酪蛋白酸鈉和甲基纖維素基體聯(lián)用制備生物高分子膜，研究了兩種益生菌在生物高分子膜上的存活率及其對(duì)L. innocua的抗菌作用，兩種聚合物基體中嗜酸乳桿菌的存活率均大于L. reuteri；貯藏一周后L. reuteri的初始種群數(shù)量明顯減少，說(shuō)明該菌株對(duì)貯藏期間所受脅迫更為敏感；酪蛋白酸鈉比甲基纖維素更有利于微生物的生存，但在抗單核增生李斯特菌活性方面，貯存3 d后的甲基纖維素膜效果最好。Zhang Min等[77]研究了含有植物乳桿菌素BM-1的聚乙烯生物保鮮膜對(duì)單核增生李斯特菌的抑制作用。

2 天然抗菌劑在食品包裝中的應(yīng)用

天然抗菌劑是類應(yīng)用最早的抗菌劑，其在食品包裝中的應(yīng)用形式多樣，主要有：1）抗菌小袋（或襯墊）。將天然抗菌劑放入小袋或墊子中后再將小袋或墊子放入食品抗菌包裝系統(tǒng)，該方法簡(jiǎn)單易行，常用于面包等食品的抗菌活性包裝[12]。2）抗菌薄膜。將天然抗菌劑直接添加到聚合物基體中，通過(guò)二者間的化學(xué)鍵合作用制成具有一定機(jī)械強(qiáng)度和阻隔特性的抗菌薄膜；合適的抗菌劑可以與成膜基材的抗菌譜互補(bǔ)，提高抗菌膜的抗菌能力，同時(shí)二者的協(xié)同作用對(duì)抗菌劑的釋放起到緩釋作用，延長(zhǎng)抗菌時(shí)間，實(shí)現(xiàn)活性包裝的目的[14]。3）抗菌涂料。將天然抗菌劑制成水凝膠，通過(guò)浸漬、涂布或噴灑的方式直接附著在食品或包裝材料表面，該方法通常選用可食性的天然聚合物作為抗菌劑的載體，安全無(wú)毒、抗菌效果顯著[15]。4）微膠囊技術(shù)。被認(rèn)為是一種制備靶向抗菌化合物的新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)微生物優(yōu)先定位，隨著其生物活性的增加，其使用量可以減少，抗菌效果明顯；通常是將疏水的精油等天然抗菌劑包封在親水的可食性聚合物中，不僅能夠阻止精油與食品相互作用，以防精油失效，還可以掩蓋精油揮發(fā)產(chǎn)生的強(qiáng)烈香味，防止食物味道發(fā)生改變[78]。天然抗菌劑在保證其無(wú)毒、高效、可操作的前提下，已得到廣泛應(yīng)用，表2列出了3 類天然抗菌劑在食品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用。植物源天然抗菌劑因其來(lái)源廣泛、成本低、兼具食用和藥用價(jià)值，且制備技術(shù)成熟、抗菌效果顯著，深受食品及包裝行業(yè)的青睞。動(dòng)物源天然抗菌劑對(duì)于食源性致病菌具有優(yōu)良的抑菌、殺菌功效，并具有極好的生物相容性和成膜性，常以多糖類基材作載體，與基材或其他抗菌劑協(xié)同使用可增強(qiáng)其抗菌效果，是可降解可食用活性包裝系統(tǒng)首選的抗菌劑，滿足了人們對(duì)不添加防腐劑天然食品的需求；微生物源天然抗菌劑具有安全性高、抗菌效率高等優(yōu)點(diǎn)，但其耐熱性較低，且不同種類微生物的代謝產(chǎn)物在抗菌能力及抗菌范圍上存在差異，使微生物源抗菌劑在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性。

表 2 天然抗菌劑在食品包裝中的應(yīng)用Table 2 Applications of natural antibacterial agents in food packaging

另外，將天然抗菌劑用于食品包裝，必須遵循相關(guān)的法律法規(guī)，國(guó)際上，歐盟2011年已經(jīng)啟動(dòng)了關(guān)于修改食品接觸材料的立法（EU10/2011）；美國(guó)對(duì)活性包裝尚無(wú)特殊立法，但要求從包裝材料遷移到食品中的抗菌劑必須符合食品添加劑的要求（美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)21章）；我國(guó)于2016年發(fā)布了GB 9685—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)包括抗菌劑在內(nèi)的食品添加劑的用量、特定遷移量、特定遷移總量等方面做出了限制要求[90]。只有嚴(yán)格按照法規(guī)要求使用，天然抗菌劑才能在食品包裝領(lǐng)域發(fā)揮其作用，以減少食品污染和浪費(fèi)，為保障健康生活奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié) 語(yǔ)

天然抗菌劑作為一種綠色、健康的食品添加劑可用于活性食品包裝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)健康與環(huán)保雙重功效，與其他食品保鮮技術(shù)相比較，使用天然抗菌劑具有成本低、效率高、周期長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能從根本上解決微生物對(duì)食品的侵害，保證食品質(zhì)量和人體健康，在食品貯存包裝領(lǐng)域中已經(jīng)具備了其他包裝材料不可替代的作用，成為科研人員及商業(yè)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。將多種不同功能的天然抗菌劑組合使用，可達(dá)到最佳的協(xié)同抗菌效果。天然抗菌劑的靈活使用方式，如直接涂布、與基體共混、分層攜帶和微膠囊等技術(shù)大大拓展了天然抗菌劑的應(yīng)用領(lǐng)域，這種抗菌系統(tǒng)可在高/低溫、高/低壓和高濕等不同環(huán)境下使用。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，某些對(duì)天然抗菌劑的包裝系統(tǒng)使用時(shí)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如對(duì)天然抗菌劑抑菌效果的評(píng)價(jià)和檢測(cè)方法不統(tǒng)一、法律法規(guī)不夠完善、無(wú)法定量地評(píng)估和測(cè)定不同抗菌劑間的性能差異；對(duì)抗菌劑的檢測(cè)指標(biāo)避重就輕，對(duì)天然抗菌劑的抗菌機(jī)理認(rèn)識(shí)不足，對(duì)抗菌劑的添加量控制不當(dāng)，有時(shí)造成抗菌劑向食品擴(kuò)散遷移，對(duì)食品安全造成一定的隱患；再者，天然抗菌劑的氣味，如植物精油，可能會(huì)影響包裝食品的風(fēng)味；最后，抗菌劑與成膜基材間的相互作用以及不當(dāng)?shù)募庸し绞剑沟锰烊豢咕鷦┑墓πo(wú)法實(shí)現(xiàn)，抗菌材料機(jī)械性能降低、阻隔性變差、實(shí)用性不強(qiáng)，造成極大的浪費(fèi)。

對(duì)于天然抗菌劑的研究和使用，除了關(guān)注其在食品防腐、貯存保鮮等方面的應(yīng)用外，今后可以開展微生物學(xué)、擴(kuò)散和遷移動(dòng)力學(xué)以及制備功能性、活性包裝材料等方面，聯(lián)合多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)天然抗菌劑在食品包裝領(lǐng)域的最佳利用，減少污染和浪費(fèi)。由于天然抗菌劑在食品工業(yè)領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值和潛在發(fā)展，對(duì)其更深入的探索具有一定的戰(zhàn)略意義。