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乙醇
乙醇有着较强的渗透力和杀菌力,是一种非常理想的食品抗菌剂。早在20世纪70年代,日本已经开始使用乙醇作为食品抗菌剂应用于酱油、调料、腌菜等。其抗菌机理主要表现在三个层面:(1)乙醇分子会与菌体的细胞膜相互作用,弱化其对细胞质的渗透作用,导致细胞质的渗透与泄漏不平衡,引起细菌的新陈代谢障碍;(2)乙醇分子与菌体蛋白质分子的肽链环节反应,使其变性;(3)乙醇的溶菌作用,浓度越高其毒性越大。
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二氧化硫
二氧化硫是一种酸性氧化物,遇水生成亚硫酸,这种二元中强酸分子进入微生物细胞内,改变了微生物原生质的PH值,造成原生质与核酸分解而使微生物致死,因而二氧化硫也是一种强烈的杀菌剂。当二氧化硫作为抗菌包装的杀菌剂使用时,既可将二氧化硫发生剂(如焦亚硫酸钠等)添加到包装材料之中制成控释抗菌包装,也可做成独立小包置入密封包装中。需要注意的是,二氧化硫气体具有刺激的化学气味。
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二氧化氯
二氧化氯为公认为高效光谱的杀菌剂,在抗菌包装体系中,主要采用合成树脂、吸水性强的树脂聚丙烯酸等材料吸附二氧化氯水溶液制成固体二氧化氯发生剂,封装为独立小袋中置入密封包装内,在缓慢释放低浓度二氧化氯气体的过程中实现灭菌效果。其灭菌作用来源于其强大的氧化能力,能迅速氧化、破坏病毒蛋白质衣壳中的酪氨酸,使细菌微生物蛋白质的部分氨基酸氧化还原分解,控制其蛋白质的合成,促进其加速死亡。采用二氧化氯的灭菌包装相对与其他传统杀菌方式,具有很多独特的优势:固体二氧化氯发生剂经特殊制备,其释放速率可控,加之二氧化氯气体扩散能力强,能实现至少一个月以上的包装内部无缝灭菌。而且二氧化氯气体本身无色、无味,避免了食品气味的改变。
抗菌气体的应用主要属于释放型抗菌包装,主要是利用抗菌气体防腐,抗菌包装形式凭借气体的挥发逸散性能实现包装内各角落的灭菌,其抗菌效果的彻底性明显优于其他抗菌包装形式。是将抗菌气体生成剂加入包装材料中或制成独立香囊/衬垫置入密封包装内部的一种抗菌包装形式。
抗菌包装的发展,为食品保鲜提供了新的方法,在一定程度上降低了对食品防腐剂的依赖。然而抗菌气体对环境安全的影响不能忽视。虽然在抗菌包装体系中使用的抗菌气体如乙醇、二氧化氯等多为低浓度,但仍不能忽视其自身易燃易爆的危险性。因此仍需不断研究深入,不管是从抗菌气体的浓度控制,还是其生成和扩散速率,都将是研究重点,从而确保使用的安全。