(二零一二年十二月)
2019-2025 年中国活性抗菌包装行业
新市场开拓策略研究报告
可落地执行的实战解决方案
让每个人都能成为
战略专家
管理专家
行业专家
……
2019-2025 年中国活性抗菌包装行业新市场开拓策略研究报告
让每个人都能成为战略专家、管理专家、行业专家、投资专家、成功企业家…… 2
报告目录
第一章 企业新市场开拓策略概述 ................................................................................................................5
第一节 研究报告简介 ............................................................................................................................5
第二节 研究原则与方法 ........................................................................................................................6
一、研究原则 ..................................................................................................................................6
二、研究方法 ..................................................................................................................................6
第三节 研究企业新市场开拓策略的重要性及意义 ............................................................................8
一、重要性 ......................................................................................................................................8
二、研究意义 ..................................................................................................................................8
第二章 市场调研:2018-2019 年中国活性抗菌包装行业市场深度调研................................................10
第一节 活性抗菌包装概述 ..................................................................................................................10
第二节 活性抗菌包装的分类 ..............................................................................................................11
一、无机类活性抗菌包装 ............................................................................................................11
二、有机类活性抗菌包装 ............................................................................................................12
三、天然生物类活性抗菌包装 ....................................................................................................13
第三节 抗菌包装的国内外研究现状 ..................................................................................................16
一、仅具有抗菌活性的抗菌包装 ................................................................................................16
二、具有释放行为的抗菌包装 ....................................................................................................16
三、具有控制释放行为的抗菌包装 ............................................................................................17
四、释放规律与机理 ....................................................................................................................18
(一)控制释放规律 ....................................................................................................................18
(二)控制释放机理 ....................................................................................................................19
第四节 食品保鲜与防腐之抗菌包装技术概述 ..................................................................................19
一、抗菌包装简介 ........................................................................................................................19
二、三种气态抗菌剂抗菌原理及效果分析 ................................................................................19
三、释放型抗菌包装应用的功能性与安全性问题 ....................................................................20
第五节 国内外食品抗菌包装薄膜的现状及其发展趋势 ..................................................................21
一、国内外食品抗菌包装膜的研究现状 ....................................................................................21
二、欧盟关于抗菌包装的法规 ....................................................................................................22
第六节 2019-2025 年下游需求应用行业发展分析及趋势预测........................................................23
一、行业发展概况 ........................................................................................................................23
二、行业发展格局 ........................................................................................................................24
三、行业市场容量 ........................................................................................................................25
四、行业成长空间 ........................................................................................................................25
五、行业竞争格局 ........................................................................................................................25
六、行业技术水平 ........................................................................................................................25
七、行业品牌现状 ........................................................................................................................26
八、行业存在的问题 ....................................................................................................................26
九、迎接新时代新挑战 ................................................................................................................26
第七节 2019-2025 年我国活性抗菌包装行业发展前景及趋势预测................................................27
一、活性抗菌控释包装的发展趋势 ............................................................................................27
二、食品抗菌包装膜的发展趋势及展望 ....................................................................................27
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第三章 企业新市场开拓策略的基本类型与选择 ......................................................................................29
第一节 开辟新市场的五种途径 ..........................................................................................................29
一、寻找替代产业和他择产业间的空隙 ....................................................................................29
二、超越战略集团的思维模式 ....................................................................................................30
三、重新界定产业的目标顾客群 ................................................................................................30
四、发掘互补性产品或服务的需求 ............................................................................................31
五、重新思考产业的功能与情感导向 ........................................................................................31
第二节 新市场开发与拓展战略的选择 ..............................................................................................32
一、降价进入当前的市场 ............................................................................................................33
二、通过改进产品和服务进入市场 ............................................................................................33
三、以新地缘市场为现有产品的目标 ........................................................................................33
四、开拓新销售梁道 ....................................................................................................................33
五、新产品开发与教育 ................................................................................................................33
第三节 进军新市场的时机权衡 ..........................................................................................................34
一、杠杆作用 VS.反冲作用 .........................................................................................................35
二、进入新市场的其他考虑因素 ................................................................................................37
第四节 案例分析:新市场需要新思维 ..............................................................................................38
一、新市场的新问题 ....................................................................................................................39
二、老模式的不适应 ....................................................................................................................40
三、需调整策略适应市场 ............................................................................................................41
第四章 2019-2025 年中国活性抗菌包装企业新市场开拓策略探讨与建议............................................43
第一节 活性抗菌包装企业新市场开拓策略 ......................................................................................43
一、选择合适的时机 ....................................................................................................................43
二、选准合适的模式 ....................................................................................................................44
三、选择特定的产品 ....................................................................................................................44
四、产品定位与其选择渠道 ........................................................................................................45
五、进入市场的销售策略 ............................................................................................................46
六、结束语 ....................................................................................................................................46
第二节 开发新市场前你该做些什么 ..................................................................................................47
一、渠道调研分析 ........................................................................................................................47
二、制订市场切入方案 ................................................................................................................49
三、估算市场投资成本 ................................................................................................................50
第三节 新市场如何招商 ......................................................................................................................51
一、认识企业了解产品 ................................................................................................................51
二、划定目标客户 ........................................................................................................................52
三、拜访客户最终确定经销商 ....................................................................................................53
第四节 新市场开拓七步曲 ..................................................................................................................54
一、出发前,做到五“个熟悉” ................................................................................................54
二、乍到新市场,做到一个“调查”、三个“确定” ..............................................................54
三、拜访客户前的准备工作 ........................................................................................................55
四、拜访客户过程中,如何“打动”客户 ................................................................................55
五、签约前“邀请” ....................................................................................................................55
六、代理商的确立 ........................................................................................................................55
七、启动前的“细节” ................................................................................................................55
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第五节 活性抗菌包装企业进入新市场应注意的事项 ......................................................................55
一、市场定位须与渠道类型匹配,切忌遍地撒网、自我陶醉 ................................................56
二、明确领导渠道与跟进渠道,切忌主次不分 ........................................................................56
三、因地制宜,切忌刻意跟风 ....................................................................................................56
四、宜多不宜少,切忌堵而不疏 ................................................................................................57
五、有所为、有所不为,切忌本末倒置、主劳臣逸 ................................................................58
六、给透利益,切忌放养只看结果 ............................................................................................59
七、建立优势渠道,切忌四面放炮 ............................................................................................60
八、小区域大终端,切忌全面挑战 ............................................................................................60
第五章 盛世华研总结 ..................................................................................................................................62
第一节 企业失败的原因及提高胜率的策略 ......................................................................................62
一、企业失败的原因 ....................................................................................................................62
二、提高胜率的策略 ....................................................................................................................63
第二节 盛世华研独创五大决策研究体系 ..........................................................................................64
一、基于“产业”的研究与决策体系 ........................................................................................64
二、基于“周期”的研究与决策体系 ........................................................................................64
三、基于“人性”的研究与决策体系 ........................................................................................64
四、基于“变化”的研究与决策体系 ........................................................................................65
五、基于“趋势”的研究与决策体系 ........................................................................................65
六、小结 ........................................................................................................................................65
第三节 致读者:商业自是有胜算 ......................................................................................................66
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第一章 企业新市场开拓策略概述
大多数公司都把精力放在与对手竞争和打败对手方面,结果它们都以“竞争”作为战略分析的
基点,焦点在于比竞争对手做得更好。这种战略思维只会造成市场份额在企业之间的不同比例分
配,整体市场规模并没有增大,更谈不上市场创新。那么企业如何彻底摆脱这种竞争格局,开辟一
个全新的市场空间呢?
而进人新市场的最佳途径是什么?开发新产品、新服务能否盈利?创新值得吗?从新市场先驱
者那里学一点经验是否更明智?冒险与获利的最佳平衡点何在?后来者应采取哪些措施才能获胜?
在削减成本的同时,如何取得尽可能多的利润?
此《新市场开拓策略报告》将为我们带来答案。
第一节 研究报告简介
企业要想在瞬息万变的市场竞争环境中立于不败之地,更好的生存与发展,就必须尽可能全面
准确地了解与本行业有关的信息,从而做出最科学有效的决策。行业研究和战略研究是揭示行业发
展的重要工具,通过深度的行业研究和战略研究报告,及时了解行业动态、未来发展趋势,及全面
系统、实用高效的战略,对企业的经营、发展与壮大,起着越来越重要而关键的作用。
本活性抗菌包装行业新市场开拓策略研究报告在大量周密的市场调研基础上,依据中国国家统
计局、国家海关总署、相关行业协会、国内外相关报刊杂志的基础信息以及专业研究单位等公布和
提供的大量数据,综合采用桌面研究法、行业访谈研究法、市场调查研究法等多种研究方法,结合
盛世华研监测数据及知识体系,在对我国活性抗菌包装业市场发展进行深入的调研和分析的基础
上,对活性抗菌包装行业新市场开拓策略进行了全面系统的梳理,并提炼出一套可落地执行的实战
解决方案,为活性抗菌包装行业企业经营者及投资该领域的投资者提供重要的决策参考依据,为企
业未来新市场开拓策略提供可参考的路径与方向。
相信通过本报告对活性抗菌包装行业新市场开拓策略研究报告全面深入的研究和梳理,您对行
业及新市场开拓策略的了解和把控将上升到一个新的高度,这将为您经营管理、战略部署、成功投
资提供有力的决策参考价值,也为您抢占市场先机提供有力的保证。
与此同时,报告中还具有丰富的理论基础、研究体系、知识体系、决策体系以及方法论等丰富
内容,让您在了解行业的同时,也掌握研究的方法和技巧。
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第二节 研究原则与方法
一、研究原则
1、真实原则
只有真实的信息资料才能做出正确的判断,真实是研究分析的第一要素,因此我们在做研究
中,需要辩证的去对待信息,需要大致判断信息来源的可靠性与真实性,尤其是对于过多的二手信
息,我们需要筛选和确认其信息的真实性。
2、全面原则
行业研究需要坚持全面原则,所谓的全面指信息搜集的全面性、分析过程与方法的全面性、思
考的内容的全面性等等,只有做到全面思考与分析才能做出有价值的结论。
3、客观原则
能够客观与准确的描述行业发展的过去、现在与未来并不易,但做研究需要谨记研究的客观是
基础,是能够为投资者做决策的前提条件。
4、逻辑原则
条理与逻辑清晰是行业研究的灵魂,没有逻辑的研究最多只能说是一堆资料的堆砌,毫无价
值。只有在大的逻辑框架下,提供客观真实全面的观点支撑,才算是一个好的行业研究报告。
5、思辨原则
行业研究要在各种可能性中选择未来必然性的结果,且在不断被验证中,是一个很有挑战的工
作,行业研究的成果要经得起推敲。世界是可知的,所有结果,都是人的行为产生的,数据也是结
果,要把人的研究,特别顺着产业从下游向上游逻辑顺序。
二、研究方法
本活性抗菌包装行业研究报告综合采用历史资料研究法、调查研究法、归纳与演绎法、比较研
究法、倒推法和穷举法、数理统计法等多种研究方法,结合盛世华研监测数据及知识体系,对活性
抗菌包装行业进行深入研究。
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本报告主要研究方法有:
1、历史资料研究法
历史资料研究法是通过对已有资料的深入研究,寻找事实和一般规律,然后根据这些信息去描
述、分析和解释过去的过程,同时揭示当前的状况,并依照这种一般规律对未来进行预测。这种方
法的优点是省时、省力并节省费用;缺点是只能被动地囿于现有资料,不能主动地去提出问题并解
决问题。只要是追溯事物发展轨迹,探究发展轨迹中某些规律性的东西,就不可避免地需要采用历
史资料研究法。各个行业都在不断地发展,如果从一个行业的发展历程来认识它,更有助于较为全
面深刻地认识和理解该行业,并把握它的发展脉搏。
2、调查研究法
调查研究法是一项非常古老的研究技术,也是科学研究中一个常用的方法,在描述性、解释性
和探索性的研究中都可以运用调查研究的方法。它一般通过抽样调查、实地调研、深度访谈等形
式,通过对调查对象的问卷调查、访查、访谈获得资讯,并对此进行研究。调查研究是收集第一手
资料用以描述一个难以直接观察的群体的最佳方法。当然,也可以利用他人收集的调查数据进行分
析,即所谓的二手资料分析方法,这样可以节约费用。这种方法的优点是可以获得最新的资料和信
息,并且研究者可以主动提出问题并获得解释,适合对一些相对复杂的问题进行研究时采用。缺点
是这种方法的成功与否取决于研究者和访问者的技巧和经验。
3、归纳与演绎法
归纳法是从个别出发以达到一般性,从一系列特定的观察中发现一种模式,在一定程度上代表
所有给定事件的秩序。值得注意的是,这种模式的发现并不能解释为什么这个模式会存在。演绎法
是从一般到个别,从逻辑或者理论上预期的模式到观察检验预期的模式是否确实存在。演绎法是先
推论后观察,归纳法则是从观察开始。
在演绎法中,研究的角度就是用经验去检验每一个推论,看看哪一个在现实(研究)中言之有
理,从而获得理论的验证。而在归纳法中,研究的角度则是通过经验和观察试图得到某种模式或理
论。由此可见,逻辑完整性和经验实证性两者都不可或缺。一方面只有逻辑并不够;另一方面,只
有经验观察和资料搜集也不能提供理论或解释。
4、比较研究方法。每个行业、每个公司都有人的行为产生,没有普适的法则套用,通过比较
研究方法,发现差别、解释差别过程中对已经发生的现象合理的解释。同时研究影响结果的因素和
作用机制,探寻哪些因素在发生变化,从而实现对未来的预测。
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5、倒推法和穷举法结合。首先假设有 N种可能的结果,假设 A结果发生,倒退 A结果发生会
有哪些具备条件,如果目前条件不具备,即可排除 A结果。通过不断筛选,得出最大可能性的判
断。同时,正推穷尽法和二叉树三叉树结合,与倒推法配合。
第三节 研究企业新市场开拓策略的重要性及意义
一个企业如果想要永远利于不败之地,它必须有自己持久的竞争优势和清晰的经营发展战略。
企业战略是企业根据其外部环境和内部资源和能力状况,为求得生存和长期稳定的发展,为不断的
获得竞争优势,对企业发展的目标、达成目标的途径和手段的总体谋划和参考;企业战略是为了获
得持久优势而对外部机会和威胁以及内部优势和劣势的积极反应。
一、重要性
企业开发新产品难,它需要技术的积累与资金的投入,这是企业经常感到头痛的一件事,尤其
是企业实力弱小、科研基础单薄的企业,更是如此。但与此相对应的是,当企业千辛万苦开发出一
项产品时,如何有效地打入市场,特别是新市场,更是困扰企业的一件大事。如果此时企业的营销
没有成功,不仅营销费用收不回来,而且更为严重的是,企业的科研、生产费用也就打了水漂。既
使企业已经开发出了新产品,并有成功打入某一市场的案例,但能否成功地打进另一个市场,也是
一个未知数。这对于活性抗菌包装企业来说,情况更为普遍,因此,如何制定、运用相关的营销策
略,使产品成功地打进新市场,就显得尤为重要。
新市场开拓策略不在于它提出了一种创新模式,而在于其改变了企业的认识角度。这对于企业
跳出传统的产业竞争范式,改变传统的依靠聚焦竞争者、打败对手的争夺市场方式,开辟更广阔更
富有价值的市场空间提供了不同的思维视角。
新市场开拓策略是企业经营发展战略中重要而必不可少的主要战略之一,企业必须高度重视!
二、研究意义
除了有清晰的企业经营发展战略外,决定企业经营成败的一个极其重要的问题,还要看企业经
营发展战略的选择是否科学,是否合理。或者说,企业能否实现高效经营的目标,关键就在于对经
营发展战略的选择,如果经营发展战略选择失误,那么企业的整个经营活动就必然会满盘皆输。所
以企业经营发展战略实际上是决定企业经营活动的一个极其关键的和重要的因素。企业必须高度重
视。
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通过对新市场开拓策略的研究,将为企业建立以市场为导向的经营发展模式提供指导,让企业
的经营发展战略更科学、合理、可行,减少失误带来的损失,有利于提高企业的整体水平和竞争能
力。
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第二章 市场调研:2018-2019 年中国活性抗菌包装行业市场深
度调研
市场及竞争环境是制定企业新市场开拓策略的基础
市场及竞争环境分析包括行业现状分析、市场需求分析、市场增长速度、客户群分析、竞争态
势分析、技术发展、影响因素、发展趋势分析、政策环境分析等各方面。
第一节 活性抗菌包装概述
食源性腐败和致病微生物是影响食品安全和品质最主要的因素,食品包装则是在食品流通领域
抑制腐败和致病微生物如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的关键技术环节。传统的食品包装主要靠物
理隔绝,即避免因外界因素干扰所导致的腐败和超标,对于食品内部因素的抑制,靠喷洒或浸溃防
腐剂等方式直接将抗菌剂添加到食品中。此做法导致 2种弊端:(1)抗菌剂与食品发生一系列化
学反应导致防腐剂被过量添加,高浓度的防腐剂使细菌产生耐受性,造成安全问题;(2)食品介
质的稀释和防腐剂的扩散,使食品表面防腐剂浓度降低,丧失对食品的保护能力。近年来,人们对
自身健康的关注以及对食品质量的要求不断提高,因此,亟待寻求一种革新方法来抑制微生物的生
长,保障食品质量、新鲜和安全。
活性抗菌包装,立意在于提高食品的品质和安全性,延长货架期。主要手段多为活性因子先行
导入聚合物材料基质、后续从成品包装中缓慢和持续释放以实现长期抗菌效果。首先,活性抗菌控
释通过定向、定量释放抗菌剂的方式来发挥其防腐保鲜的功效;其次,抗菌包装根据食品本身的生
理生化特点及代谢规律有针对性地选择相应的抗菌剂。如 所示。
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第二节 活性抗菌包装的分类
利用不同种类物质实现抗菌功能的活性包装正在不断涌现,有些已经商品化生产,以代银沸石
为活性成分的机体包括线型低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯(PE)、聚乙烯乙醚(PVE)和橡胶,应用
于膜、贴体食品、牛奶容器及纸板箱;以二氧化氯为活性成分的机体为聚烯烃,应用于膜和袋;以
乙醇为活性成分的机体为二氧化硅,应用于袋;以二氧化硫为活性成分的机体为焦亚硫酸钠,应用
于葡萄等水果储藏板/垫及夹层塑料板;以三氯生为活性成分的机体为聚合物和橡胶,应用于食物
容器;芥末提取物的机体为环糊精,应用于聚酯涂膜及片剂。按包装中抗菌活性功能物质的种类可
大致分为无机类活性抗菌包装、有机类活性抗菌包装以及天然生物类活性抗菌包装三大类。
一、无机类活性抗菌包装
无机类活性抗菌包装是将无机类抗菌剂导入包装膜内发挥抗菌效果的一类活性包装。常用的无
机类抗菌剂可以分为 2类,一类是金属离子抗菌剂,主要包括 Ag、Cu、Zn及与沸石、活性炭复合
而成的纳米多孔材料,该类抗菌剂可以通过与细胞膜的相互作用进入到微生物细胞内,阻碍微生物
体内蛋白质的合成,影响甚至阻碍微生物的生长与繁殖[4]。
另一类是光催化抗菌剂,主要包括 ZnO、TiO2、CaO等,该类抗菌剂在光照条件下可以形成活
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性羟基、H2O2等物质,能严重破坏细菌细胞内原本的构造。Chawengkijwanich等[5]通过挤出工艺
将纳米粒子 TiO2掺入塑料薄膜中制备 TiO2膜,通过将 TiO2膜与空白膜分别经紫外光照射 3 h,
可得 TiO2膜上假单孢菌和胶红酵母菌的减少量分别为 log CFU/mL和 log CFU/mL,多
于空白对照组 log CFU/mL和 log CFU/mL;用 TiO2纳米复合材料的膜包装鲜梨,并在
5 ℃的光照下储存 17 d,嗜温菌的数量从 log CFU/g降低至 log CFU/g,而用空白膜包
装的鲜梨细菌数从 log CFU/g增加至 log CFU/g;此外,由 TiO2薄膜包装的水果中酵
母数从 log CFU/g减少到 log CFU/g,而空白膜的酵母数从 log CFU/g增加到
log CFU/g。这些结果证明了 TiO2纳米粒子可有效应用于水果包装。Cibulkova等还对
TiO2/PP膜的热氧稳定性进行了相关研究,得出 TiO2可提高 PP膜的热氧降解能力。
Li等的研究得出,ZnO涂覆的 PVC膜能显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,对暴露于紫外光
3 h的空白膜和涂覆 ZnO的膜进行测试得出,后者对大肠杆菌的抑制效果改善了 %,对金黄色
葡萄球菌的抑制效果改善了 %。
无机类抗菌剂具有较高的稳定性、广谱性,且抗菌剂发挥作用的时间远远比有机及天然生物类
活性抗菌物质要长,也不会发生耐药性[8]。但因制作工艺复杂、造价昂贵等缺点,一些金属离子
类抗菌剂在食品包装中由于易变色、易氧化及毒性等而存在明显的限制性[9]。
二、有机类活性抗菌包装
有机类活性抗菌包装是以有机类抗菌剂作为抗菌活性物质,该类抗菌剂主要包括醇类、酚类、
季铵盐类、卤化物类、赛酚类、双胍类、二苯醚类、吡啶类、咪唑类、有机金属和有机氮类化合物
等。该类抗菌剂主要是通过与微生物细胞内的蛋白质发生相互作用从而抑制微生物的生长繁殖
[9]。
有机类抗菌剂来源广泛,具有高效、工艺简单、颜色稳定性好、造价便宜等优点,但有机类抗
菌剂不及无机类抗菌剂稳定,在加热或者酸碱性环境下容易发生性质改变,影响抗菌性,还可能造
成健康隐患。从载体材料与抗菌剂之间的相互作用的角度出发,抗菌剂负载化是避免抗菌剂高温失
活、解决抗菌剂与聚合物基体的相容性问题的有效措施[4]。李学红等[10]将尼泊金乙酯和苯甲酸
固载于β-环糊精中形成包合物,涂覆于丙烯酸膜中,结果发现环糊精的固载不但控制了抗菌剂的
释放速度,而且还显著提高了尼泊金乙酯和苯甲酸的热稳定性,其所制备的抗菌材料用于肉制品的
包装中,提高了其安全性并延长了货架期。Mukesh等[11]在 pH为 8、4 ℃添加戊二醛的条件下将
枯草溶菌素固定于聚己内酰胺(SIP),以保护枯草溶菌素在包装材料中的活性,减少微生物的迁移
量,结果表明将 SIP应用于火腿和牛排的包装后,在 4 ℃和 20 ℃下,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌
减少了 2~3倍。
于太保等[12]通过盐酸胍与马来酸酐合成抗菌功能化马来酸酐,之后应用马来酸酐与苯乙烯共
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聚的手段将抗菌功能化基团引入到高分子长链上,从而实现高效、光谱、稳定性高的抗菌作用,确
定了胍类高分子抗菌剂的存在,且通过抗菌实验对其抑菌效果进行研究,结果表明该胍类高分子型
抗菌剂对大肠杆菌、白色念球菌、金黄色葡萄球菌具有较强的抗菌作用。
三、天然生物类活性抗菌包装
天然生物类活性抗菌剂是从动植物体内提取或微生物合成的一些天然产物,主要包括壳聚糖、
细菌素、溶菌酶及植物精油等。
1 植物精油类抗菌包装
精油和植物提取物的抗菌活性是由于精油富含挥发性萜类化合物和酚类颗粒。Muriel等[13]
研究了涂有牛至精油和柠檬醛的聚丙烯(PP)薄膜,与空白对照相比,在 12% CO2和 4% O2的包装
环境,4 ℃保存 2 d后发现,含 %香芹酚的牛至精油涂覆 PP膜已成功减少沙拉中大肠杆菌,肠
炎沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌的数量为 log CFU/g, log CFU/g和 0 .36 log
CFU/g;同时,5%的柠檬醛涂层 PP膜分别减少大肠杆菌和肠炎沙门氏菌 log CFU/g和
log CFU/g。
其他精油涂膜包括异硫氰酸烯丙酯(AIT)、迷迭香、大蒜油和肉桂醛已经被广泛研究。Wen等
[14]在最佳静电纺丝条件下制备了聚乙烯醇(PVA)/肉桂精油(CEO)/B-环糊精(b-CD)纳米纤维
膜,用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试微生物进行抗菌活性研究;在盘扩散试验中,
PVA/CEO/b-CD纳米薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抑制作用,抑菌区分别为( ± )
mm和( ± )mm;且得出 PVA/CEO/b-CD纳米薄膜的抗菌性与 CEO有关。
精油也被涂覆于可食性蛋白膜以评估其抗菌性能。Seydim[15]已经制备了含比例为 % ~
%的迷迭香,牛至和大蒜精油的乳清蛋白分离(WPI)膜以测试对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌
0157 H7、单核细胞增生李斯特菌、植物乳杆菌和肠炎沙门氏菌的抗菌效果。研究人员发现,当
WPI膜中大蒜精油为 3%(m/v)时对所有的测试菌株显著抑制。此外,加入了 %(m/m)的牛至
油的 WPI膜可将牛肉的货架期延长 2倍,同时最大程度缓解了牛肉色泽的变化。
2 溶菌酶类抗菌包装
从鸡蛋白中获得的溶菌酶能很好地抑制革兰氏阳性菌,而由于在革兰氏阴性菌细胞壁上存在保
护性脂多糖(LPS)层而对其抑制效果不佳。
Barbiroli等[16]研发了溶菌酶/含乳铁蛋白的纸片,当对革兰氏阳性菌李斯特菌进行测试时
发现,2种抗菌剂的存在诱导滞后期从 h显著延长至 h,而单独使用溶菌酶只将滞后期从
h延长至 h;对于革兰氏阴性菌大肠杆菌,单独使用溶菌酶只将滞后期从 h延至
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h,而含乳铁蛋白的纸片诱导滞后期从 h延至 h。
Mecitoglu等[17]提出了用溶菌酶和乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)的结合作为抗菌剂。含有
溶菌酶的玉米醇溶蛋白膜对枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌具有抑制作用,加入 Na2EDTA的膜对大肠杆
菌也有抑制作用。Unalan等[18]对含有溶菌酶(700 mg/cm)和 Na2EDTA(300 mg/cm)的玉米醇溶
蛋白膜的研究发现,在琼脂盘扩散试验中,以单增李斯特菌为测试菌,分别使用含有溶菌酶和
Na2EDTA的玉米醇溶蛋白膜与单独使用含有 Na2EDTA或溶菌酶的膜相比,其抑菌圈分别是后者的
和 倍,且溶菌酶和 Na2EDTA相结合或单独使用 Na2EDTA的玉米醇溶蛋白膜对大肠杆菌 O157
H7和鼠伤寒沙门氏菌均有效,通过对比实验,分别用含有 2种抗菌剂的膜和空白膜包装牛肉馅
饼,5 d后,前者的细菌总数和大肠杆菌总数均减少。
3 壳聚糖类抗菌包装
壳聚糖是天然高分子,具有无毒、成膜性、稳定的抗菌性及生物降解性而备受关注。壳聚糖在
高 pH值下的溶解度差,其应用仅在酸性介质中有效。Liu等[19]的研究表明在 5 min之内壳聚糖
溶液中大肠杆菌和金黄色葡萄球菌减少了大约 log CFU/g。
与传统聚合物相比,壳聚糖膜的唯一缺点是力学性能差,因此,常将壳聚糖涂覆于塑料薄膜上
用以改善其力学性能并增强抗菌活性。Theapsak等[20]利用等离子体处理技术将壳聚糖涂覆在 PE
膜上获得了力学性能和抗菌活性俱佳的包装膜,其壳聚糖涂层结构如 所示。Duan等[21]报
道,储存在 10 ℃和 4 ℃条件下,莫扎里拉奶酪和卡姆奶酪中单核细胞增生李斯特菌显著减少,分
别用 2%和 % v/v壳聚糖涂层后真空包装猪肉,冷冻储存 14 d,其菌落总数从 log CFU/g
(对照)分别降至 log CFU/g和 log CFU/g。Svanovic等[22]研究表明用壳聚糖膜包裹
的大香肠在 10 ℃下储存 5 d,单核细胞增生李斯特菌的数量减少了 log CFU/g,向壳聚糖膜
中加入 1%的牛至油后单核细胞增生李斯特菌减少了 log CFU/g,分别将 1%牛至和丁香精油结
合于壳聚糖膜后可显著抑制细菌生长,且加入牛至精油的抑菌效果更佳。Ye等[23]通过将乳酸链
球菌素,二乙酸钠(SD),乳酸钠(SL),山梨酸钾(PS)和苯甲酸钠(SB)加入壳聚糖增强了壳聚
糖涂层对单核细胞增生李斯特菌的抑菌效果,这样的抗菌剂组合通常用作食品防腐剂且被定为“公
认安全”(GRAS)。且由于具有生物降解性,壳聚糖因其抗菌和可食包装被广泛研究。
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4 细菌素类抗菌包装
细菌素是由绝大多数细菌的防御系统所产生的代谢副产物(抗菌肽),这是一个菌株的细菌抑
制邻近其他菌株的生长的自然活动。
细菌素如肠球菌 A和 B、Sakacin、肠杆菌素 416K1和 pediocin AcH能够控制人为污染的食物
中的单核细胞增生李斯特菌的增殖。Kim等[24]对细菌素包被的 LDPE膜进行研究发现,用涂有乳
链菌肽和乳酸菌 NK24的膜包裹牡蛎和牛肉,3 ℃条件下,其货架期分别从 10 d延长至 12 d,从 9
d延长至 13 d;10 ℃条件下,其货架期分别从 5 d延长至 12 d,从 5 d延长至 9d。
此外,还报道了抗生膜对食物中几种致病菌和革兰氏阳性菌的抑制作用,且对单核细胞增生李
斯特菌的抑制效果最好。Mariana等[25]生产了与乳内脂/塑料膜对植物乳杆菌进行测试,该膜由
外部 PP层,内部聚酰胺聚乙烯结构,中间阻隔层乙烯乙烯醇共聚物组成,研究表明,膜的抗菌活
性受时间和温度的影响,通过对植物乳杆菌进行琼脂盘扩散试验,发现在 30 ℃,10 ℃和 5 ℃下
储存 7 d后,抑制区分别达到 32%,66%和 100%;30 ℃和 10 ℃下储存 14 d后,多层膜未显示明
显抑菌区。
天然生物类活性抗菌剂具有更高的安全性,同时其抗菌功能多具有广谱性,是一类较为理想的
可食性包装膜的抗菌剂,但天然生物类活性抗菌剂在加热条件下易分解变质,有效期也比无机及有
机类抗菌剂短。
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第三节 抗菌包装的国内外研究现状
国内外对抗菌活性包装的研究经历了 3个阶段,分别为仅具有抗菌活性的抗菌包装、具有释放
行为的抗菌包装以及具有控制释放行为的抗菌包装。
一、仅具有抗菌活性的抗菌包装
最初对抗菌活性包装的研究主要集中于对抗菌剂的筛选和对成膜物质的探索,在该类食品包装
中,抗菌活性物质为非动态,仅通过与食品表面的接触及对外界微生物的阻隔抑制作用而达到抗菌
效果,抗菌剂不具有释放性。Becerril等[26]通过研究发现含有肉桂精油或牛至精油的活性抗菌
膜对大肠杆菌和金色葡萄球菌具有较好的抑制效果;Amparo等[27]的研究结果证明,精油的添加
为生物降解膜提供了良好的抗氧化及抗菌性能,且因其与高分子聚合物有一定的结合作用而被作为
活性抗菌剂添加于食品包装。随着研究不断深入,人们发现由于抗菌成分、包装材料以及食品成分
之间的相互作用,很难确定抗菌剂的最低抑菌量,缺乏对整个包装系统的预测性和选择性的把握。
因此,还必须进一步探讨抗菌剂的释放行为以及膜对抗菌剂的调控能力。
二、具有释放行为的抗菌包装
具有释放行为的抗菌包装是指食品包装中的抗菌剂以缓慢释放的方式进入到食品当中发挥其作
用。研究发现,抗菌剂的释放速率受到多种因素影响。杨芳靖等[28]研究发现抗菌物质肉桂醛在均
聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯三类结构不同的膜材中释放速率不同,以无规共聚聚
丙烯中的释放速率最快,表明抗菌活性物质的释放速率受成膜物质结构的影响。抗菌活性包装是否
具有实效性的关键在于抗菌活性因子的释放速度与微生物生长动力学之间能否达到平衡,抗菌因子
的添加量及释放速度均是需要重点考虑的因素。
对抗菌剂释放行为的研究以 Crank[29]针对单层塑料包装材料及双层塑料包装材料中的化学物
迁移所建立的释放模型为基础。Uz等[30]制备出 3层醋酸纤维素包装膜,在中间层加入山梨酸钾
作为抗菌剂,在 4 ℃、pH为 7的去离子水中测定山梨酸钾的释放量,发现与 Crank针对双层塑料
包装材料中化合物的迁移建立的数学模型基本吻合;Erika等[31]以香芹酚作为抗菌剂混入小麦面
筋-纳米蒙脱土复合材料中,在适当条件下测定香芹酚的释放量,并与 Crank针对单层塑料包装材
料中化合物的迁移所建立的模型相比较,发现该模型可以很好地描述出香芹酚的释放规律。但以上
所述的迁移模型只针对于将膜浸于单一溶液中时的释放规律研究,在实际的应用中,由于食品本身
的结构与组成的复杂性,会使得这些模型在预测抗菌剂的释放行为时产生一定的误差,如 Fajardo
等人[32]将壳聚糖与那他霉素复合成膜,通过直接与奶酪接触和浸于脂类食品模拟液两种方式测定
抗菌剂那他霉素的释放量,2组测定的结果有较大的偏差。这也说明了对抗菌剂释放规律的探索仅
仅依靠以上的迁移模型是不够精确的,在今后的实验中应加强对抗菌剂在真正的食品基质中的释放
行为研究。
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三、具有控制释放行为的抗菌包装
抗菌包装的控释行为是一种能够感知和响应外界物理和化学信号如温度、pH值、光、磁场
等,实现对抗菌活性因子释放的信号控制,达到定时、定位、定量地释放活性因子的一种技术。包
装学家 Han率先将最初主要用于医药领域的给药系统以便优化治疗效果的可控释放技术,引入到食
品活性包装领域以期实现材料对活性因子的控制释放,增加释放的可预测性和重现性,增加包装系
统的有效性和持续性[3]。为了使材料对抗菌剂的释放具有控释能力,各种策略和方法被采用,概
括起来,主要从以下几个角度考虑:
(1)改变聚合物基体自身的结构。Buoncore等[33]将包装膜设计为高阻隔层、控制层和食品
接触层的 3层复合结构,通过 3层材料的协同功效,实现抗菌剂的控制释放;Altinkaya课题组
[30,34]通过对抗菌包装膜的表面改性改变了其孔隙率,从而实现了对抗菌物质山梨酸钾的控制释
放。
(2)改变膜的制备方法。首先将多孔不对称膜引入到食品包装领域[30,34],通过改变膜的
不对称娃、利用干相转变技术控制膜的孔隙率和孔径实现甲基纤维素单层和多层包装膜对抗菌剂溶
菌酶、山梨酸钾等的释放速度的控制。
(3)改变膜所处的外界条件。Corradini等[35]利用溶胶凝胶法对 PET进行表面改性,所得
的包装膜可以控制抗菌活性物质溶菌酶的释放速度;马雯[36]通过建立 Genipin调控系统来实现对
抗菌物质的控释作用。
(4)将抗菌剂负载并纳米化。即通过一定的手段将抗菌剂负载到聚合物上面,其连接键具有
对 pH、光、热或磁场等因素敏感响应的特点,形成一个控制释放的“微系统”,可以感知到食品性
状的改变并“按需”释放抗菌剂。例如尹业充[37]通过乳液聚合技术制得负载乳酸链球菌素的纳米
微粒,从而实现了对乳酸链球菌素的控释。
此外,Han[38]还考察了在释放动力学上电子束辐射效应,并提出辐射可以作为活性物质释放
的 1个控制因素。但其释放速度、方式和持续的时间受外界环境影响较大,易出现暴释现象,控制
性和针对性不强。将抗菌剂负载并纳米化是研究抗菌控释包装的新思路,为抗菌剂的定向、定量释
放提供了理论依据。
智能控释技术可以使包装材料具有能够感知和响应外界(食品状况)信号的能力,使活性成分
的释放规律与食品需求基本同步(如 )。而目前智能控释抗菌包装却鲜有报道,Xu等[39]通
过将杀菌剂前体掺入包装材料中,利用抗菌剂、水分和有机酸之间的动态平衡,制备了与水果保鲜
需求同步的智能型缓释杀菌包装膜,早期,水果保鲜中产生的水分可促使抗菌剂低浓度释放,一旦
腐败,所产生的有机酸可刺激抗菌剂高浓度释放,有机酸的含量越高,释放的浓度就越大。可见,
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智能控释抗菌包装在设计思路上是可行的。
对具有控释行为的活性抗菌包装的研究应着眼于对控释规律的探索以及对控释机制的创新。
四、释放规律与机理
(一)控制释放规律
抗菌活性包装是否具有实效性的关键在于抗菌活性因子的释放速度与微生物生长动力学之间能
否达到平衡。Fick扩散定律可以对抗菌活性物质的扩散规律进行宏观描述,分为第一扩散定律和
第二扩散定律。第一扩散定律阐述了扩散通量及浓度不会随时间改变的环境下浓度与扩散通量的正
比关系。在抗菌剂的释放过程中,随着时间的延长,抗菌剂的浓度必然会发生变化,因此不适用于
实际应用。第二扩散定律指出,在非稳态扩散过程中,在距离处,浓度随时间的变化率等于该处扩
散通量随距离的变化率的负值,用公式可表示为:
当浓度不对扩散系数产生影响时,该式也可以表示为:
式中:C——扩散物质的体积浓度(kg/m3);T——扩散时间(t);X——距离(m);D——扩散
系数,通常作为一个不变的常数处理。
Fick第二扩散定律可以在实际应用中精确地计算出抗菌剂的扩散通量,因此可以很好地预测
抗菌剂在不同的食品基质中的扩散规律。张勇等[40]测定了苯甲酸包合物环糊精在聚乳酸材料中的
迁移释放行为,发现与 Fick第二扩散定律的计算结果相吻合。
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(二)控制释放机理
不同的抗菌包装具有各自特定的控制抗菌剂释放速率的方式,从现有研究来看,抗菌剂的控制
释放机理主要分为 4种[1]:(1)扩散限制控释,即通过包装材料本身的孔隙率、孔径大小或厚度
等[30,34]来适当限制抗菌剂的释放,从而对抗菌剂的释放量及释放速率进行调整;(2)扩散路
径控释,即改变包装材料的结构,通常采用环糊精包合填充[10]和纳米蒙脱土的插层填充增加抗菌
剂在释放过程中的迂回性,从而改变其释放速率;(3)溶胀诱导控释,即通过溶胀使得包装材料
的孔径变大,使原本无法释放抗菌剂或释放抗菌剂较慢的包装膜可以按需求快速释放抗菌剂[35];
(4)生物降解控释,即在食品与包装材料的相互作用下,材料表面或内部发生降解,与抗菌剂相
连的键断裂,抗菌剂得以释放。无论是何种机理达到对抗菌剂释放的控制效果,其抗菌剂的释放均
具有一定的释放规律。
第四节 食品保鲜与防腐之抗菌包装技术概述
如今,人们对食品健康与安全的要求不断提高,食品保鲜与防腐已成为现代食品工业的重点发
展方向。在这一需要驱动下,抗菌包装技术得到了迅速发展,在延长食品货架期、保证食品质量和
感官品质方面效果显著。
一、抗菌包装简介
抗菌包装作为活性包装的重要分支,是将抗菌物质添加至包装中形成的一种新的包装系统。二
者结合方式多样灵活,如可将抗菌剂直接加入包装材料中,或在包装表面包覆或吸附抗菌剂、或采
用本身具有抗菌作用的包装材料,或通过离子键/共价键将抗菌剂固化在包材表面,或采用抗菌独
立小包等形式,都能达到延长微生物停滞期、减缓微生物生长速度、减少微生物成活数量的抑菌防
腐作用。抗菌包装的发展,为食品保鲜提供了新的方法,在一定程度上降低了对食品防腐剂的依
赖。
抗菌剂是抗菌包装系统的核心。根据性质种类,可分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂
三种。在实际应用中,抗菌包装的作用机理也因抗菌剂的不同而有所差异:吸收型抗菌包装利用氧
气吸收剂抑制微生物繁殖的;固化型抗菌包装将抗菌剂固化在包材表面通过与食物结接触灭菌;释
放型抗菌包装利用抗菌气体防腐。相比之下,第三种抗菌包装形式凭借气体的挥发逸散性能实现包
装内各角落的灭菌,其抗菌效果的彻底性明显优于前两种形式。
二、三种气态抗菌剂抗菌原理及效果分析
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释放型抗菌包装是将抗菌气体生成剂加入包装材料中或制成独立香囊/衬垫置入密封包装内部
的一种抗菌包装形式,乙醇、二氧化硫、二氧化氯是常用的气态抗菌剂。
早在 20世纪 70年代,日本已经开始使用乙醇作为食品抗菌剂应用于酱油、调料、腌菜等,发
展至今,乙醇凭借其较强的渗透力和杀菌力成为一种非常理想的食品抗菌剂。其抗菌机理主要表现
在三个层面:(1)乙醇分子会与菌体的细胞膜相互作用,弱化其对细胞质的渗透作用,导致细胞
质的渗透与泄漏不平衡,引起细菌的新陈代谢障碍;(2)乙醇分子与菌体蛋白质分子的肽链环节
反应,使其变性;(3)乙醇的溶菌作用,浓度越高其毒性越大。
SO2是一种酸性氧化物,遇水生成亚硫酸,这种二元中强酸分子进入微生物细胞内,改变了微
生物原生质的 PH值,造成原生质与核酸分解而使微生物致死,因而 SO2也是一种强烈的杀菌剂。
当 SO2作为抗菌包装的杀菌剂使用时,既可将 SO2发生剂(如焦亚硫酸钠等)添加到包装材料之中
制成控释抗菌包装,也可做成独立小包置入密封包装中。需要注意的是,二氧化硫气体具有刺激的
化学气味。
二氧化氯为公认为高效光谱的杀菌剂,在抗菌包装体系中,主要采用合成树脂、吸水性强的树
脂聚丙烯酸等材料吸附二氧化氯水溶液制成固体二氧化氯发生剂,封装为独立小袋中置入密封包装
内,在缓慢释放低浓度二氧化氯气体的过程中实现灭菌效果。其灭菌作用来源于其强大的氧化能
力,能迅速氧化、破坏病毒蛋白质衣壳中的酪氨酸,使细菌微生物蛋白质的部分氨基酸氧化还原分
解,控制其蛋白质的合成,促进其加速死亡。采用二氧化氯的灭菌包装相对与其他传统杀菌方式,
具有很多独特的优势:固体二氧化氯发生剂经特殊制备,其释放速率可控,加之二氧化氯气体扩散
能力强,能实现至少一个月以上的包装内部无缝灭菌。而且二氧化氯气体本身无色、无味,避免了
食品气味的改变。
三、释放型抗菌包装应用的功能性与安全性问题
根据上文介绍,释放型抗菌包装依抗菌剂的不同其灭菌原理也有所差异,但其抗菌的彻底性和
长期性具有其他抗菌方式不可比拟的优势。就目前的应用现状来看,这种抗菌包装形式仍处于起步
阶段,如何平衡其灭菌速率和灭菌效果的关系,以及如何保障其安全性等许多问题需要深入探讨。
气态抗菌剂对包装材料物理性能的影响。一部分释放型抗菌包装是将抗菌剂本身或抗菌气体发
生剂添加于包装材料之中制得的,过程中抗菌剂填满材料内部的孔隙,所以这种方式通常会对包材
的拉伸强度、破裂强度和韧性等机械加工性能以及气体透过性、水蒸气透过性、水分吸收性、耐油
性和光泽度等带来细微的变化。建议在此类包装的研发过程中,增加对包材基础物理性能的监测,
达到抗菌效果与包装效果的平衡统一。
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抗菌气体的生成速率和渗透速率关系。对于另一部分释放型抗菌包装,则是采用将气体发生剂
封装在独立小袋中,再将其置入食品包装中从而制成抗菌包装,通过气体发生剂自行挥发或与水蒸
气反应缓慢释放出抗菌气体,实现杀菌目的。这一过程中,抗菌气体以恰当的速度“缓慢释放”是
决定抗菌效果持续性的关键点,其根源在于水蒸气渗入抗菌剂包装材料的速率以及该气体渗透出抗
菌剂包装材料的速率。以乙醇气体为例,笔者利用兰光包装安全中心的 OR2/410有机气体透过率测
试系统和 W3/060水蒸气透过率测试系统对 PC、AL、PET、PE四种材料测试了乙醇气体和水蒸气的
透过率。
通过测试数据不难发现,每种材料的水蒸气透过率和乙醇透过率有很大的差别,据此可以作为
研究抗菌气体产生、渗透、扩散速率的变化规律的数据基础。此外,表中数据综合反映了彼此之间
阻隔性的差异趋势基本是一致的,因此可以简单用材料的水蒸气阻隔性来大致估测材料的有机气体
阻隔性。但是有机气体的种类以及材料的特性都会对最终数据产生影响。因此,这种估测方法所产
生的误差将成为抗菌包装系统失效的一个重要因素,需慎重对待。
抗菌气体浓度的控制。气体浓度的控制主要与气体发生剂的产生速率和渗透速率有关,不同种
类的抗菌气体在灭菌时需要的浓度各有不同。例如,采用乙醇灭菌,低水分活度的食品需要 2%~
4%质量分数的较低浓度的乙醇抑菌即可,而高水分活度的食品则需要乙醇用量为 ~