揭秘！高阻隔抗菌薄膜包装设计的食品袋才能保证您的饮食安全

在食品包装设计袋中添加到食品包装中的抗菌剂主要有有机化学抗菌剂、天然生物抗菌剂和无机抗菌剂。其中，有机化学抗菌剂具有一定毒性，是对人体有害的；天然生物抗菌剂的毒性微弱，但抑菌效果大多不理想，且成本十分昂贵；所以无机抗菌剂是光谱抗菌剂，是属于离子溶出接触型抗菌剂的，所需浓度较低，但价格昂贵，且多数以涂层的形式涂布在薄膜表面，使用寿命较短，与薄膜的相容性不好。

纳米MgO不仅是一种具有高吸附力的吸附剂，本身也是一种无菌抗菌剂。纳米MgO极易水合，表面会因此形成一层Mg（OH）2。溶解在溶液中的氧通过单电子还原反应生成过氧离子O2-，由于O2-在碱性环境中具有良好的化学稳定性，因此高浓度的O2-能在MgO表面稳定存在，从而对细胞膜壁造成破坏，无需光照即可迅速杀死细菌。小粒径MgO的比表面积较大，因此表面OH-浓度较高，在水溶液中产生的O2-浓度也较高，从而增加了O2-与细菌芽孢之间相互作用的概率，大大提高了MgO的杀菌能力。

5mg纳米MgO对大肠杆菌的定量杀灭实验数据，纳米MgO对细菌芽孢的定量杀灭实验数据，纳米MgO对金黄色葡萄球菌的定量杀灭实验数据。纳米MgO对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌繁殖体有着优异的抑制和杀灭功能，对细菌芽孢也有一定的杀灭作用。

包装设计袋中纳米MgO无需光照即可有效杀灭细菌，且物理吸附作用强，不变色，因此将其作为抗菌剂应用到高阻隔抗菌薄膜中。

高阻隔性材料选择

普通聚乙烯（PE）薄膜对氧气的阻隔性能较差，解决这一问题最为有效的方法就是引入高阻隔性树脂，包装设计选择的高阻隔性树脂是乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）。

大量研究表明，在包装设计中EVOH对氧气和碳氢化合物等具有优异的阻隔性能，因此被广泛应用于聚乙烯基材的阻隔改性中。EVOH是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）进行皂化反应或部分皂化反应的醇解产物，是一种高度结晶体，而且EVOH分子中的羟基和分子间的氢键具有强烈的键合作用，分子间内聚力很强，分子链堆积程度较高，小分子气体也难以透过。

在包装设计袋实验中，所用EVOH是美国杜邦OH4416，属于挤出级。在温度20℃、相对湿度65%的条件下，EVOH与其他薄膜氧气透过率的对比。EVOH的氧气阻隔性是常规PE薄膜的4～5个数量级。

EVOH除了对气体具有高阻隔性以外，对油脂也具有高阻隔性，且具有良好的光泽度、透明性、耐候性等。但EVOH具有亲水性，易吸水溶解，其阻隔性会因此明显下降，但只要将EVOH夹在材料的中间层，减少与水分的接触，其吸水溶解问题就能得到有效解决。

高阻隔抗菌薄膜结构包装设计

为了实现包装设计袋的高阻隔抗菌效果，薄膜应采用复合结构。由于EVOH具有亲水性，将其放置在内层或外层均无法充分持续发挥其高阻隔性能，因此只能将其放置在中间层；而抗菌剂则应放置在内层，这样才能充分发挥其抗菌作用。

因此，包装设计袋的高阻隔抗菌薄膜的复合结构由外至内应为PE/EVOH/PE/EVOH/抗菌PE，其中，PE层厚度为30μm，EVOH层厚度为20μm，抗菌PE层厚度为20μm，采用双螺杆五层共挤流延法进行生产。

高阻隔抗菌薄膜性能分析

抗菌性能，该薄膜的抗菌性能主要由内层抗菌PE层保证，其抗菌性能主要与纳米MgO的用量及其在PE中的分散性有关。不同剂量纳米MgO制成的抗菌PE膜对大肠杆菌的杀灭实验。从中可知，当使用3%纳米MgO时，薄膜的大肠杆菌杀灭率可达99.99%。

阻隔性能，由于EVOH具有优异的阻隔性能，使薄膜整体达到高阻隔效果，EVOH层越厚，薄膜的阻隔性能越好。在包装设计的薄膜结构中含有两层相同的EVOH层，当单层EVOH厚度达到20μm时，薄膜氧气透过率达到最佳，为0.5ml/（m2？24h？0.1MPa）。

其他性能，高阻隔抗菌薄膜除了要具备抗菌性能和阻隔性能以外，还要具备一定的物理性能，如拉伸强度、撕裂强度、热合强度等。

因此，经过包装设计袋的相应测试所示，其中，拉伸强度按GB/T 1040-1992《塑料拉伸性能试验方法》测试，拉伸速率为5mm/ min，温度为25℃；撕裂强度按QB/ T 1130-1991《塑料直角撕裂性能试验方法》测试；热合强度按QB/T 2358-1998《塑料薄膜包装设计袋热合强度试验方法》测试。

高阻隔抗菌包装技术是指在食品北京包装设计过程中，通过使用抗菌剂和高阻隔性材料，将食品包装控制在高阻隔和无菌条件下，不仅能有效抑制微生物和水分的入侵，而且利用抗菌剂能对内部微生物的生长繁殖起到抑制或灭活的作用，从而有效延长食品的保质期，提高安全性，同时减少食品防腐剂的添加，保障消费者的健康安全。使用该薄膜制成的食品包装袋能使食品保质期延长50%～100%，而且不会对食品品质造成损害。