公告：
随着人们生活水平的提高、社会的进步，人们关于食品及包装安全的意识逐渐增强，因而对包装材料也有了更高的要求。由于塑料包装具有质轻、力学性能良好和加工性能优异等优点，在包装市场领域得到了广泛应用。
由于塑料包装在生活中易受到光照、氧气和微生物等影响，导致出现老化、脆断和发霉等现象，因此一般在塑料中加入各种紫外光（UV）吸收剂、抗氧化剂、稳定剂和增塑剂等添加剂，虽然可以提升包装的性能，但这些添加剂也为微生物的生长繁殖提供了营养成分。
微生物能在较适宜的条件下迅速繁殖，使其成为细菌污染源和疾病传播源，进而危害人类健康。
近年来，环境污染日益加重，各种微生物大肆繁殖，引起食品腐败变质，从而缩短了食品的保质期，使人们开始对所接触产品和材料的安全卫生更加重视。
因此，对于抗菌包装材料的研究显得尤为重要。一方面，抗菌包装材料可以保障内容物免受微生物侵蚀；另一方面也可以减少包装表面微生物的传播。
抗菌剂的分类及机理
抗菌剂是一种新型添加剂，在抗菌材料中起抗菌作用，其可以抑制微生物的生长繁殖或者可以直接灭杀微生物达到无菌效果。目前在抗菌材料中使用抗菌剂的种类很多，主要分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂 3 类。
01无机抗菌剂
无机抗菌剂是含有如 Ag，Zn，Cu 等金属离子或金属氧化物的抗菌剂，主要分为溶出型和光催化型 2 类。
无机抗菌剂的优点是耐热性好、抗菌谱广且耐久性较好、毒性低，较为安全；缺点是制备工艺复杂，且金属在应用中有一定的局限性，如含银抗菌剂价格较贵且易氧化变色，含铜抗菌剂颜色较深不易在要求外观性的包装上使用等。
02有机抗菌剂
有机抗菌剂是指合成的抗菌有机物，主要分为 低分子和高分子抗菌剂 2 类。
有机抗菌剂虽价格较低，对微生物生长具有一定 的特异性抑制作用，杀菌速度快，但其不耐热、易挥发分解，且有一定的毒性。
03天然抗菌剂
天然抗菌剂大部分是从动、植物体内提取，或由 微生物代谢产生，如植物精油、壳聚糖、甲壳素和乳酸链球菌肽（Nisin）等。
天然抗菌剂具有安全性高、无毒、无害、无污染、资源丰富等优点；缺点是在高温条件下易分解、变性，且生产技术不成熟，因此其应用受到了较大限制，目前尚无法实现规模化生产。
抗菌塑料的制备
抗菌塑料一般是指添加一定量的抗菌剂到塑料里，进而具有抑菌作用的塑料。其可在一定时间内杀死附着在塑料上的细菌，从而延长塑料及内容物的保质期。
一般应提前对抗菌剂和抗菌材料表面进行处理，提高抗菌剂与塑料的相容性，然后制备抗菌塑料。
抗菌塑料的制备途径有许多种，其中最常见的方式是将抗菌剂与塑料共混，包括直接添加法和抗菌母粒法等。
直接添加法
直接添加法是将抗菌剂直接与塑料混合，虽然该工艺简单，抗菌剂占比可准确控制，但抗菌剂在塑料中的分散性不易控制，容易发生团聚，从而抗菌剂利用不充分，导致抗菌塑料的抗菌性较差。
抗菌母粒法
抗菌母粒法是混合抗菌剂和基体树脂，经过螺杆挤出机加热熔融并造粒，从而制备抗菌母粒。在工业中批量化生产塑料时，会多次混合抗菌母粒与树脂，随后加热熔融挤出并造粒。其中母粒中的抗菌剂浓度 一般是成品塑料中抗菌剂浓度的 25~50 倍。
与直接添加法相比，抗菌母粒法提高了抗菌剂在塑料中的分散性和相容性，优化了抗菌塑料的生产工艺，因此，该方法是目前抗菌塑料的主要制备方法。
其他方法
此外，还有一些针对不耐热的抗菌剂或者有特定 抗菌表面需求的抗菌塑料制备方法。在塑料表面涂布或喷洒抗菌剂；将抗菌剂和塑料混合制备成抗菌片材，在层压设备上热压叠合成抗菌制品；将抗菌剂喷洒在模具表面，注塑时抗菌剂黏附在塑料表面形成抗菌塑料。
纳米抗菌塑料的应用
纳米抗菌剂具备纳米材料特有的小尺寸效应和表面效应，可以提高其与微生物的接触面积，具备较好的抗菌性能。
纳米抗菌塑料是一种新型的功能性塑料，即在塑料中添加少量纳米抗菌剂便可使塑料产生耐久的抗菌和杀菌作用。
有团队研究了纳米氧化锌与聚丙烯混合的抗菌塑料，测试了其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能，研究 发现，纳米氧化锌抗菌效果显著。
另外，以低密度聚乙烯（LDPE）为基材，与纳米氧化锌（ZnO）融熔共混并吹塑成薄膜，研究表明，该材料对食品中的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等有显著的抗菌作用；尤其对枯草芽孢杆菌的抗菌性最强，其抗菌率在一定条件下高达 99.99%，该薄膜可应用于食品行业，其安全无毒，并可延长食品货架期。
除此之外，还有研究团队在聚乳酸（PLA）基材中添加纳米二氧化钛，采用溶液流延法制备了纳米二氧化钛/PLA 可生物降解的抗菌薄膜。研究发现，当纳米二氧化钛的质量分数为 4%时，该膜对金黄色葡萄球菌的抑菌率为 90.27%，具有优良的抑菌性能。
无机抗菌塑料的应用
无机抗菌塑料是应用较为广泛的抗菌塑料。
如果将银系抗菌剂和低密度聚乙烯（LDPE）共混并加工制得薄膜，细菌抗菌率虽可达 98%，但薄膜的力学性能和透氧率等稍有降低。
若是将含有银离子的无机抗菌剂添加至聚丙烯（PP）中制备抗菌塑料，当抗菌母料的质量分数为 4%时， 抗菌 PP 塑料能杀死大肠杆菌的抗菌率能达到 99%；此外，冲击性能也得到明显改善，其他力学性能基本不受影响。
同时，若采用液相法合成银锌复合沸石抗菌剂，通过钛酸脂偶联剂对抗菌剂进行改性，以提高与苯乙烯的稳定性；并用悬浮法制备分散均匀的抗菌母粒并制备抗菌塑料，结果发现，其力学性能没有下降，同时又具备良好的抗菌性能。
有机抗菌塑料的应用
因为大部分有机抗菌剂存在不耐热的特点，而制备抗菌塑料时需要高温加工，进而导致有机抗菌剂易降解，因此有机抗菌剂在塑料方面的应用较少。
通过聚合反应把季鏻盐抗菌剂接枝到氯甲基聚苯乙烯载体上，该抗菌材料可重复使用，且对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌有很好的抗菌效果。
天然抗菌塑料的应用
天然抗菌剂由于其安全无毒性，逐渐被广泛应用于食品包装领域。
有团队通过将香芹酚制备成可食性的抗菌包装膜，并用其包裹火腿，研究了膜的保鲜作用，发现该膜能抑制火腿在储存期间的微生物生长和脂质氧化，从而延长火腿的保质期。
若是在聚乙烯醇（PVA）中加入不同质量分数的柠檬酸并流延成膜，研究改性 PVA 薄膜对鲜切苹果的保鲜效果， 发现柠檬酸可以在一定贮藏期内延长鲜切苹果的保质期，降低鲜切苹果的失重率及 VC 损失。
无独有偶，还有团队研究涂有壳聚糖溶液（质量分数为 2%）的聚丙烯（PP）薄膜和富含精油的壳聚糖溶液对李斯特菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌作用。结果表明壳聚糖可用于涂覆 PP 膜，使其具备抗菌性，且精油也具有抗微生物能力，同样可用于涂覆 PP 膜。
结语
众所周知，包装材料中一般会加入一些添加剂，如增塑剂、抗菌剂和抗氧化剂等，虽然可增加材料的抗菌、抗氧化等性能，但当材料与食品接触时，这些添加剂会经吸收、溶解、扩散向食品迁移，导致食品受污染从而进一步危害人类健康。欧美等国家基于特定物质迁移限量的问题制定了相关法律法规。
抗菌包装可以提高包装材料的抗菌性，这是由于抗菌剂在塑料内部迁移到塑料表面，抑制了细菌生长。若包装中的抗菌剂添加量过多或在一定时间和温度的影响下会迁移到食品中，从而给消费者带来安全隐患，因此，对于抗菌包装中抗菌剂的研究格外重要。
此外，虽然抗菌剂生产工艺已逐渐变得成熟，但关于抗菌剂在塑料包装中的应用，还需要政府相关部门加强法律法规的建立，加大生产监管力度。