目前國內(nèi)外抗菌包裝材料中所用的抗菌劑主要分為:無機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑和其他抗菌劑。
(一)無機(jī)抗菌劑
無機(jī)抗菌劑分為兩大類,一類是抗菌性金屬離子,如銀、鋅、銅離子等,其中銀離子的抗菌性強(qiáng),此類抗菌劑通常需要與載體結(jié)合,根據(jù)載體不同可分為:沸石型抗菌劑、磷酸鹽型抗菌劑、硅膠抗菌劑、膨潤土抗菌劑,其中沸石型抗菌劑抗菌效果好,因此大多以沸石作為載體。另一類是如氧化鋅、二氧化鈦等無機(jī)金屬氧化物,它們具有光催化活性,與水或OH-反應(yīng)能夠生成一種強(qiáng)氧化性羥基殺死病菌微生物,它們耐熱性比一般抗菌劑高,只有在紫外線、水或氧氣存在時(shí)才起殺菌作用。
(二)有機(jī)抗菌劑
有機(jī)抗菌劑可分為低分子有機(jī)抗菌劑、高分子有機(jī)抗菌劑和天然有機(jī)抗菌劑。低分子有機(jī)抗菌劑主要有季鏻鹽、酚類、醇類、雙胍類、有機(jī)金屬、咪唑類、季銨鹽類等。其抗菌機(jī)理主要是聯(lián)合微生物細(xì)胞膜外表的陰離子,或與巰基發(fā)生反應(yīng),毀壞細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)的合成系統(tǒng),從而抑制其生長。高分子有機(jī)抗菌劑的抗菌性能是通過抗菌官能團(tuán)單體以均聚、共聚或接枝的形式引入而取得的,相比于低分子有機(jī)抗菌劑,具有易加工、易貯存、不揮發(fā)、性能穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。天然有機(jī)抗菌劑主要是指殼聚糖,它主要是從蟹和蝦的殼中提煉出的,具有廣譜抗菌性,對人體無害。
(三)天然抗菌劑
天然抗菌劑大部分是從天然物質(zhì)中提取的,根據(jù)所提取的物質(zhì)不同,大致可以分為天然植物抗菌劑、天然動物抗菌劑和天然礦物抗菌劑三大類。目前,天然植物抗菌劑是天然抗菌劑中研究多的一類,它是從植物中具有抗菌作用的部位提取的有效成分,主要是指植物精油,具有高效、無毒或低毒、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)。具有抗菌作用的植物很多,包括植物香辛料(如芥菜籽、芫荽、大蒜、生姜等)和抗菌中草藥(如金銀花、連翹、黃連、黃芪、穿心蓮、五味子等)。
動物源抗菌劑大致分為高分子糖類、天然肽類和氨基酸類。高分子糖類抗菌劑主要是指殼聚糖,它是常用的天然抗菌劑之一,是由甲殼素脫乙酰基形成,研究結(jié)果表明,殼聚糖的抑菌活性隨脫乙酰度和濃度的提高而增強(qiáng)[1]。其作用機(jī)理有以下兩點(diǎn):一是殼聚糖分子中的氨基陽離子吸附在病菌微生物細(xì)胞外表,形成高分子膜阻止其吸收營養(yǎng)物質(zhì),并且使電荷分布不均勻從而破壞細(xì)胞壁,發(fā)揮抗菌作用;二是滲透進(jìn)入病菌微生物細(xì)胞內(nèi)吸附陰離子物質(zhì),使其生理活動失常,起到抑菌作用。天然肽類抗菌劑以溶酶菌為代表。溶酶菌是一種蛋白質(zhì),對人體安全無害,其作用機(jī)制是破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜,使其中的糖蛋白質(zhì)類物質(zhì)遇水分解,引起溶菌現(xiàn)象。有研究顯示半guang氨酸對金黃色葡萄球菌具有抑菌活性,這可能跟其本身具有極強(qiáng)的抗氧化性有關(guān)[2]。
(四)天然礦物抗菌劑
從礦物質(zhì)中提取的抗菌劑即天然礦物抗菌劑,如膽礬,雄huang對腸道致病菌和多種皮膚真菌有較強(qiáng)的抑制作用,膽礬對痢疾桿菌、沙門氏菌、和化膿性球菌的抗菌性很強(qiáng)[3]。
(五)其他抗菌劑
復(fù)合抗菌劑,即將無機(jī)抗菌劑與有機(jī)抗菌劑以有機(jī)-有機(jī)、無機(jī)-有機(jī)、無機(jī)-無機(jī)等多種方式組合;氣態(tài)型抗菌劑,主要為、二氧化氯、二氧化硫等。