DOI:10.1016/j.foodres.2019.108927
食品包装是一个涵盖食品科学与工程,微生物学和化学的多学科领域,它激发了人们对于保持食品及其原材料新鲜度和品质免于氧化和微生物腐败的极大兴趣。随着包装行业的进步,可以将它们设计为易于打开、可重新密封、活跃以及结合感官元素的智能化,同时提供所需的氧气和水蒸气理想阻隔性能。在这方面,使用静电纺丝法可以生产具有大表面体积比的纳米纤维包装材料,并使活性剂能够更高地负载到包装材料中。电纺包装材料由各种聚合物(即合成的和天然的)及其(纳米)复合材料制成,主要用于封装活性剂以用作活性食品包装材料。电纺工艺还用于将电纺纤维沉积在膜上以增强其性能(例如,作为增强材料或增强阻挡性能)。它们甚至可以被设计为向食品提供营养物质,或为包装食品提供抗氧化剂、抗微生物剂或抗真菌剂。本文首先介绍了食品包装、阻隔性能和静电纺丝技术。随后,简要讨论了活性和智能食品包装材料,并阐述了静电纺丝在制备活性食品包装材料中的应用。特别关注用于生产电纺纤维的聚合物类型和所得包装材料的活性性质(例如,抗氧化剂、抗菌剂、抗真菌剂)。最后,该综述对电纺食品包装材料的发展进行了总结并提出了未来展望。
图1.静电纺丝过程及其重要组件的示意图。显示了典型的集电器、喷丝板和典型的电纺纤维的结构。
图2.用于食品包装的功能性电纺材料的生产。显示了用于电纺纤维的常见抗氧化剂、抗微生物剂和抗真菌剂的化学结构。说明了具有不同结构性能的电纺纤维的制备方法和常用的活性剂掺入途径。
图3.(A)光学照片和透射电镜图像显示了壳聚糖基静电纺纳米纤维(CNFs)对致病菌和肉类腐败的抑制作用。(B)孵育4h后,壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维对与纳米纤维接触的鼠伤寒沙门氏菌、英诺克李斯特菌、金黄葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌活性。(C)在37℃的PBS中孵育4 h后,根据CFU方法,CNFs对金黄色葡萄球菌、英诺克李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌的体外抗菌活性。初始细菌含量为103 CFU/mL。箭头表示完全抑制了金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和英诺克李斯特菌的生长。(D)在4℃下贮藏7天后,CNFP对大肠杆菌的原位抗菌活性及研磨前后有无CNFP包装红肉的外观。
图4.(A)保持在21℃的草莓外观变化:(i)对照样品,(ii)用GA纤维毡处理,和(iii)用GA-BHA纤维毡处理。(B)电纺食品包装材料对苹果的影响。未经涂层和表面涂层的苹果的照片。在第1和第5储存日,负载Cur的玉米蛋白纳米纤维(5%Cur)对接种了膨胀芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的苹果的病变发展的影响。
图5.(A)小麦面包样品用含有不同香芹酚含量的玉米蛋白和聚乳酸的电纺纤维包装7天的照片,以及(B)好氧菌、霉菌和酵母各自的生长抑制率。(C)草莓在21℃下的外观变化:(i)对照,(ii)保鲜膜包装;(iii)PVA/CEO/□-CD纳米膜包装。