活性包装中的环糊精

主动包装不仅是一种被动的屏障,旨在延缓环境对包装物品(如食品)的不利影响,而且还允许包装商品与环境之间的相互作用。它控制水分,氧气,可能含有抗菌和/或抗真菌剂,以减少食品降解和延长保质期。接触食品的包装材料在浸出成分时需要格外小心(可以减少增塑剂和其他有害化合物的释放,并控制生物活性防腐剂成分的释放,使其长期保持低浓度)。

环糊精是一种环状低聚糖,能够与极性物质形成包合物。

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图1所示。有效成分如香精、杀菌剂、农药、紫外线吸收剂、芳香剂、除臭剂和数百种其他添加剂以环糊精络合形式掺入聚合物基体中,控制释放。

将空环糊精掺入包装材料中制成香气屏障包装,可以减缓包装食品香气的流失,防止环境中不需要的挥发性污染物的渗透,如废气成分、空气毒素、香烟烟雾等,并减少增塑剂、残留溶剂和单体等的迁移。在活性包装中使用环糊精可以保持食品的质量,并确保包装物品的保质期更长。

芳香剂、抗菌剂、染料、杀虫剂、驱虫剂、紫外线过滤器的环糊精配合物可以掺入聚合物(包装薄膜、瓶子、托盘和容器)中,以确保复合物质的缓慢释放或均匀分布。这样可以减缓被包装产品表面微生物的繁殖,或者通过缓慢释放的香味使产品更具吸引力,防止紫外线引起的变质、氧化等。释放的触发因素是湿度,因此这些材料特别适用于包装含水分的食品。

活性包装材料可用于特定用途,包含并缓慢释放活性物质。这些活性物质以环糊精络合形式应用具有以下优点:

  • 包装材料通常在高温下生产(超过聚合物的熔点,通常在100到200°C之间)。这个温度通常高到足以通过挥发或(生物)活性成分的热转化(降解、异构化)造成相当大的损失。如果(生物)活性组分以环糊精络合形式与聚合物混合,则可以避免这种损失。这些物质的干环糊精配合物通常稳定到环糊精的热降解温度(220至250℃)。
  • 将环糊精络合的(生物)活性物质掺入聚合物基质中不会降低其化学稳定性。
  • 制备这种包装材料时,将相对少量的(生物)活性成分均匀地分布在一个大的表面上,通过直接接触或在封闭包装内的气相中对被包装商品的表面发挥作用。环糊精络合活性物质在聚合物相中有效共混的前提是组分的相容性。在塑料加工过程中可以加入各种环糊精配合物与低密度聚乙烯结合的母粒,这种配合物被“融合”到塑料中,这种方式使塑料制造商能够向塑料和其他树脂基产品中添加各种成分。这些母粒与许多塑料兼容。
  • 络合物和聚合物结合的(生物)活性物质的释放取决于基质的疏水性、水进入聚合物的渗透性、结合的络合物的粒度、温度、其他亲水性组分的存在等。释放必须缓慢,以避免(生物)活性成分的显著部分渗透到包装商品中。这可以通过使用适当的环糊精来调节。

新的包装材料必须是可生物降解的,以避免进一步的环境污染。生物可降解性是环糊精用于包装的另一个优点。

我们最近发表了一篇关于环糊精在复合聚合物活性包装中的应用的综述,包括几个例子和126篇参考文献。

Lajos Szente, Éva Fenyvesi
CycloLab环糊精研发实验室有限公司,匈牙利布达佩斯H-1097

出版

包装用环糊精聚合物复合材料
Szente L, Fenyvesi É
2018年6月27日

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