精油包裝的抗菌機理和物理性（xìng）能（néng）的變化分析

　　肉類、乳製品、糕點、水產、果蔬等常見食品種類（lèi）含有（yǒu）非常豐富的營養成分，如蛋白質、脂肪等。這些也成為微生（shēng）物生存（cún）的最佳養分（fèn）。在適（shì）宜的溫濕度條（tiáo）件下，微生物將會大量（liàng）繁殖，造成食品的加速腐敗，不僅（jǐn）改變食品的風味、質地，還會造成食用（yòng）者的健康威脅（xié）。因此，抗（kàng）菌包裝的出現順應了食品（pǐn）工業發展的（de）時代要求。

精油抗菌包裝

　　抗菌包裝是在原有包裝體係中加（jiā）入抗菌劑，通過延長微生物增長的遲緩期，減緩生長速度（dù）或減少微生物成活數量，或者抑製（zhì）腐敗菌（jun1）的繁（fán）殖來保障食品的品質和貨架（jià）期。其中，抗菌劑有無機抗菌劑（jì）如光催化型抗菌劑，有機抗菌劑如酚（fēn）類，以及天然抗菌劑之分。隨著食品綠色、安全、環保要求的提升，以植物提取物為代（dài）表的天然抗菌劑受到越來越多的重視與研究（jiū），其中植物（wù）精油的研究與應用最為廣泛（fàn）。

　　在眾多植物精油種類中，丁（dīng）香精油、迷（mí）迭香精油、葡萄籽精油（yóu）、大蒜油、孜然籽油、草果油、肉桂（guì）油（yóu）、廣藿香油皆具有不同程度的（de）抑菌效果（guǒ），其（qí）抑菌原理通常被認為是疏水性精油組分直接作用於微生物的疏水性細胞膜，使細胞膜的流動（dòng）性增加（jiā），破壞膜結構，導致（zhì）細（xì）胞內物質滲（shèn）漏和微（wēi）生物（wù）的酶係（xì）統損傷。多項研究表明，丁香精油對革（gé）蘭氏（shì）陰性菌如大腸杆菌、沙門氏菌（jun1）、宋內氏誌賀氏菌，以及革蘭（lán）氏陽性菌如枯草芽孢（bāo）杆菌（jun1）、金黃色葡（pú）萄球菌（jun1）、李斯特菌、蠟樣芽孢杆菌的抑菌（jun1）圈直徑均在20mm以（yǐ）上，可見，丁香精油對多種微生物具有較強（qiáng）的抑（yì）製作用。除此之外（wài），葡萄籽油，一種由葡萄籽提煉分離製成的天然植物精油製品——具有（yǒu）強有力的抗氧化（huà）能力和對枯草芽孢杆菌、大腸杆菌、綠膿杆（gǎn）菌的抑製（zhì）效果；迷迭香精油（yóu）對枯草芽孢杆（gǎn）菌、金（jīn）黃葡萄球菌、沙門（mén）氏菌也表現出有效的抑製生長作用。

精油抗菌包裝體係及作用機理

　　植物精（jīng）油應用於抗菌包裝體係中，由於其易揮發的性質，通常將其添加到膜液中通過流延或共擠製成（chéng）抗菌薄膜，如此既可以避免高（gāo）溫（wēn）對精油的影（yǐng）響，亦可降低精油與食品自身發生反（fǎn）應降低（dī）活性的可能。成膜材料的選用目前多集中在EVOH、PVA、LDPE等高分子聚合物材料，未來可降解環保性的天然聚合物材料也將成為一大（dà）主力。精油抗菌包裝體係中（zhōng），精油分子存在於包材膜中，薄膜是具（jù）有無數微孔的材料，精油（yóu）分子中具有（yǒu）抑菌作用的活性物質進入薄膜材料（liào）中，通過（guò）微孔逐漸擴散至膜材表麵，進而與食品接觸發揮作用。

精油抗菌包（bāo）裝物理性能的變化

　　物理性能，是（shì）包裝材料的基本（běn）性能（néng），包括阻隔性、力學性能、厚度等，是保障包裝（zhuāng）係統正常發揮保藏、保（bǎo）質、抗菌等效（xiào）果的（de）前提。

　　阻隔性，即包裝材料阻隔氣體、水蒸氣的能力。對（duì）於魚、肉等新（xīn）鮮肉製品食品，非常容易受到微生物的侵入和（hé）繁殖，分（fèn）解蛋白質、氨基酸等含氮物質，發生腐敗，生成（chéng）有毒物質。此外，新鮮魚、肉製品受到氧氣、光（guāng）、熱的（de）影響，會發生酸敗反應，分解出醛、酸、酮類化合物，進而導致魚、肉品質的變化，因此（cǐ）氧氣也是是魚、肉變質的（de）重要誘因。對於焙烤類食品或幹製果蔬，水蒸氣透過包裝過量滲入容（róng）易造成內容物的潮解和（hé）黴變，也會造成食品的品質劣變。力學性能，是包裝材料在（zài）不同溫濕度條件下，承受各（gè）種外加（jiā）載荷時所表現的力學特征，包括拉伸強度、斷裂（liè）伸長率、剝離力、撕裂性能等。包裝材料力學性能的差異反映在實（shí）際應用中，表（biǎo）現為包材的柔韌性、抗硬物刺穿能力以（yǐ）及複合膜的（de）層間牢度等，因而是決定包裝材料（liào）合（hé）理應用的主導因素。

　　而當精油應用於抗（kàng）菌包裝係統時，除了關（guān）注其抗菌效果外，首要麵對的是精油與包裝膜材（cái）料的相容性問題，即精油的添加（jiā）是否會影響包裝膜材料的正常物理性能。否則（zé），包（bāo）裝係統將會麵臨破損、泄漏的風險。為了更為直觀的了解精油的加入對包裝膜材料物理性能的影響，筆者在同一試驗條件（jiàn）下做了兩組水蒸氣透過（guò）率和拉（lā）伸強度（dù）試驗。第（dì）一（yī）組測試對象為同厚度的添加丁香精油和未（wèi）添加精油的LDPE薄膜，第二組測試對象為（wéi）同厚度（dù）的添加薰衣草（cǎo）精油和未添加精油的殼聚糖薄膜。具（jù）體如下：

　　測試項目及方法：

　　水蒸氣（qì）透過率，利用濟（jì）南MD传媒视频紅外法水蒸氣（qì）透過率測（cè）試係統，參照GB/T 26253-2010進行測試。將無褶皺、折痕、針孔（kǒng）、厚度均勻的試樣放置於測試腔，將其（qí）隔為兩腔，一側為低濕腔，另一側置有（yǒu）一定蒸餾水，為高濕（shī）腔。由於存在一定的濕度差，水（shuǐ）蒸（zhēng）氣從高濕腔通過試（shì）樣滲透到（dào）低濕腔，由載氣（qì）傳送到紅外傳感器產生一定（dìng）量的電信號，當試驗達到穩定狀（zhuàng）態後，通過（guò）輸出的（de）電信號計算試樣的（de）水蒸氣透過率。

　　拉伸強度，利用XLW（EC）智能電子拉（lā）力試（shì）驗機，參照GB/T 1040-2006進行測試。將試樣裁剪（jiǎn）為15mm X 150mm長條狀夾於儀（yí）器上下（xià）夾頭上，參設定測試速度為50mm/min，夾距為_50mm。係統自動測試試樣的拉伸（shēn）強度。

　　測試結果：

表1. LDPE薄膜水蒸氣透過率和拉伸強度

　　表（biǎo）1中，試樣1丁香精（jīng）油含量為0，即為未添加精油的LDPE薄膜，可視為對照試（shì）樣。隨著丁香精油質（zhì）量分數的逐漸增大，LDPE薄膜的拉伸強（qiáng）度發生了小幅度的（de）上升，但（dàn）水蒸氣透（tòu）過率卻呈現了下降趨勢。這一現象可能是由於丁香（xiāng）精油中（zhōng）的活性物質加強了薄膜分子間的作用力，使其拉伸強度有所提升。同時，分子鏈間更加緊密（mì），在（zài）一定程（chéng）度上增（zēng）加了水分子（zǐ）通過的（de）難度。

表2. 殼聚糖薄膜（mó）水蒸氣（qì）透過率和拉伸（shēn）強（qiáng）度

　　表2中，試樣（yàng）1薰衣草（cǎo）精油含量為0，即為未添加精油的殼聚（jù）糖薄膜，可視為對照試樣。隨著薰衣（yī）草精（jīng）油（yóu）的質量分（fèn）數的增加，薄膜（mó）的水蒸氣透過率仍呈現下降趨（qū）勢，意味著薄膜對水蒸氣的阻隔性能有所提升。但是，與第一組丁香精油薄膜試驗結果不同的是，殼聚糖薄膜的拉伸強度（dù）也（yě）出（chū）現（xiàn）了下（xià）降趨勢（shì）。根據相關研究結果，這可（kě）能是由於精油加入後膜（mó）中的一部分氫鍵消失，膜的拉伸（shēn）強度遭到弱化。

總結

　　精（jīng）油的抗菌效（xiào）果已經過大量的科學實驗所證實，因此通過將（jiāng）精油添（tiān）加至包裝係統中是現代抗（kàng）菌包裝（zhuāng）的重要發（fā）展形式（shì）。但從包裝的物理性（xìng）能角度來看（kàn），加入精油的包裝薄膜（mó），其（qí）水蒸氣阻隔性在一定程度上得（dé）到提（tí）升，但膜的機械性（xìng）能變化卻存在不穩定性，這些因素製約著精油包裝（zhuāng）的應用，應成為未來精油包裝研究的重（chóng）點之一。