魏风军 陈芳飞

活性包装是一种新型包装技术，为了使包装袋内维持适合于鲜果蔬菜贮藏保鲜的适宜气体环境，可以向包装袋内加入各种气体吸收剂和释放剂以除去包装内过多的CO2、乙烯及水气而及时补充O2。目前，科学家已研究出一系列活性包装技术，一些可以显示食品是否变质，一些则可以延长包装食品的保质期，这些技术对保障消费者安全具有重大作用。在食品包装领域，活性包装凭借保质期长、环境友好性及安全性等方面相对于传统包装都有极大改善，具有巨大的市场潜力。国际上对活性包装的研究可追溯到20世纪60年代，在日本问世以后活性包装技术就受到极大重视，目前活性包装技术在日本、北美、欧洲和澳大利亚等发达国家已使用多年，其中活性包装技术的先行者日本的研究成果最多，近些年欧美市场在该领域也取得重大进展。总得来说，活性包装技术在国内外已有较多研究成果。本文结合科学知识图谱与可视化技术，以文献数据为基础，对近20年活性包装技术国外研发热点与前沿进行阐述，希冀对国内从事活性包装技术的研发人员有所裨益。

国内外活性包装技术的当前研究现状

活性包装的发展可追溯到20世纪70年代，这一概念首先被引入日本市场，经过数十年的研究发展，当前活性包装技术在国外已有较多研究成果，D.Granda-Restrepo团队开发出了一种复合膜，在复合膜内加入一定量的氧气去除剂可有效地保存奶粉中的维生素成分，从而有效地延长食品的保质期。法国研发出一种名为Verifrais的气调包装，目前被广泛应用于肉制品包装中，可以在肉分泌出大量液体时，增加氧气的吸收并产生CO2，保持整个包装完好。C.Gomes等研发了一种被水蒸气激活后即可发挥作用的夹有铁系脱氧剂层压的包装材料，这种材料十分有利于干酪的保存。国际上发表的关于活性包装的第一篇文献可追溯到1991年美国密歇根大学的ANSBACHER，R在期刊《CONTRACEPTION》发表的《INTERCHANGEABILITY OF LOW-DOSE ORAL-CONTRACEPTIVES-ARE CURRENT BIOEQUIVALENT TESTING MEASURES ADEQUATE TO ENSURE THERAPEUTIC EQUIVALENCY》一文，文獻说明了目前食品药品监督管理局对非专利口服避孕药和包装之间生物利用度的差异性评估不足，从而难以确保治疗等效性。其评估准则没有考虑到那些血液中的活性成分水平远远超出可接受范围的妇女。由于类固醇的治疗范围狭窄，这些妇女可能会怀孕或增加出血的发生率。这是将口服避孕药列入关键药物类别的拟议原因之一，在这些药物类别中，不允许产品进行非专利替代。此后活性包装领域得到进一步发展，发表文献也越来越多。2002年Quintavalla，S和Vicini，L在期刊《MEAT SCIENCE》发表的《Antimicrobial food packaging in meat industry》一文中阐述了抗菌包装的包装概念， 抗菌包装被认为是一项极具挑战性的技术，对延长肉类产品的保质期和食品安全有极大作用。使用抗菌物质可以控制微生物的数量，并能针对特定微生物提高食品安全性和食品质量。许多类别的抗菌化合物已在薄膜中进行了评估，包括合成聚合物和食用薄膜，有机酸及其盐类、酶、细菌素以及各种化合物，如三氯甲烷、银沸石和杀菌剂。这篇文献综述了一些抗菌包装系统的特点，还对欧盟抗菌包装的监管状况进行了审查。

国内虽然在活性包装研究领域起步较晚，但发现较快，我国开发的活性包装系统在控制CO2含量、去除O2、控制水分和湿度、脱除乙烯、抗菌可食性包装材料研究等方面已经取得了一定的研究成果。如2018年唐川在期刊《Science and Technology of Food Industry》发表的《超临界溶液浸渍法及其在食品活性包装材料中的应用研究进展》一文较系统地阐述了超临界溶液浸渍技术（supercritical solution impregnation，SSI）的机理，介绍了超临界溶液浸渍过程中各组分之间的相互作用、超临界溶液浸渍技术的流程，最后结合国内外对超临界溶液浸渍技术的研究，对超临界溶液浸渍技术在制备食品活性包装材料的研究重点进行展望。殷诚、黄崇杏、黄兴强和张霖雲在期刊《Food Research and Development》发表的《可食涂膜在鲜切果蔬包装上的研究进展》一文，通过对国内外鲜切果蔬包装的研究现状和研究成果的分析，总结了果蔬保鲜方法以及可食涂膜的研究进展，以期为研究鲜切果蔬可食涂膜材料提供科学依据。

综合以上，我国活性包装研究总体发展迅速，但现在我国活性包装技术还存在一些问题，例如成本高昂、人力和物力消耗大、许多活性包装技术仍在实验阶段以及对设备要求严格等，除了提高包装技术外，环境保护和可持续发展等因素也要兼顾到，因此我国要加大力度发展可食性和可降解性包装材料。虽然我国活性包装技术在商品包装市场上尚未普及，但是总得来说，该领域正朝着更加健康、高效、方便、廉价等方面发展，未来我国活性发展应用必然成为食品领域的一大亮点趋势。

国外活性包装技术的研究进展、机构与研究热点

笔者对近20年来活性包装技术的相关研究文献进行了梳理与分析，结果发现，从图1可以看出，2000～2006年国际活性包装学术研究处于萌芽阶段，年均文献发表量很少，几乎都低于20篇，说明此时该领域并没有引起学术界的广泛关注，只有个别机构的少数学者开展基础性研究。2007～2011年活性包装研究逐渐升温但总体进展缓慢，在这一阶段，年均发文量稳定在40篇左右，虽然这个阶段发展不是特别快，但相对而言，发文量处于较高水平，意味着有较稳定的科研机构和学者长期开始关注活性包装研究领域，有助于国际活性包装研究领域学术群体或流派的形成。

据笔者统计，所分析的1278篇论文共涉及1176个研究机构（此统计不区分研究机构的排名）。表1为国际活性包装研究领域发文量（篇）13篇及以上的研究机构。

表1为按发文量（篇）降序排列的研究机构及各研究机构发文量（篇）占总发文量（篇）的百分比。从表1可知，国际食品活性包装研究领域排名前17位的机构分别是西班牙国家研究委员会（CSIC）（55篇）， 萨拉戈萨大学（UNIV ZARAGOZA）（46篇）， 福贾大学（UNIV FOGGIA）（36篇）， 威克莎大学（UNIV FED VICOSA）（21篇）， 萨勒诺大学（UNIV SALERNO）（20篇）， 圣地亚哥大学（UNIV SANTIAGO DE COMPOSTELA）（20篇），国际航空运输协会（IATA CSIC）（19篇）， 马萨诸塞州国际航空运输协会（UNIV MASSACHUSETTS）（19篇）， 米兰大学（UNIV MILAN）（19篇）， 北卡罗来纳（CNR）（18篇）， 伊斯兰阿扎德大学 （ISLAMIC AZAD UNIV）（17篇）， 密歇根州立大学（MICHIGAN STATE UNIV）（16篇）， 那不勒斯费德里科大学（UNIV NAPLES FEDERICO II）（16篇）， 塞维利亚大学（UNIV SEVILLE）（16篇）， ITENE（15篇），南里奥格兰德大学（UNIV FED RIO GRANDE DO SUL）（15篇）等17个机构。这17所研究机构是国际活性包装研究领域的主要研究阵地。其中萨勒诺大学（UNIV SALERNO）和圣地亚哥大学（UNIV SANTIAGO DE COMPOSTELA）并列，国际航空运输协会（IATA CSIC）、马萨诸塞州国际航空运输协会（UNIV MASSACHUSETTS）和米兰大学（UNIV MILAN）并列，伊斯蘭阿扎德大学（ISLAMIC AZAD UNIV）和巴伦西亚大学（UNIV VALENCIA）并列，密歇根州立大学（MICHIGAN STATE UNIV）， 那不勒斯费德里科大学（UNIV NAPLES FEDERICO II）和塞维利亚大学（UNIV SEVILLE）并列。

上述进展显示国外在活性包装技术领域各家研究机构做了很多  研究。

上述图2、图3表明，“acid（酸）”是国际活性包装研究领域出现频次最高的高频关键词，同时结合后续高频关键词“alpha tocopherol（a-生育酚）”“active film（活性薄膜）”“antibacterial（抗菌剂）”“antimicrobial（抗菌剂）”“agent（药剂）”“adsorption（吸附）”可知，国际活性包装研究领域重点活性包装的抗菌作用，由于活性包装大部分应用于食品领域，拥有抗菌性能的活性包装可以提高食品的保质期，食品包装用的抗菌剂，是能用于食品添加的防腐剂和经监管部门批准的允许用于食品接触的抗菌剂。另外，在研究开发抗菌包装产品时，根据包装体系来筛选薄膜所用的基材和抗菌剂，是十分重要的，所以与活性包装相关的活性薄膜也是国际活性包装领域的研究热点，例如α-生育酚的加入致使新化学键的建立和结晶度的降低对壳聚糖基薄膜的化学结构有影响。并且有研究结果表明，α-生育酚能成功地添加到壳聚糖薄膜中，提高食品的最终质量和保质期。

图4显示了2000～2018年国际活性包装的高频突现词，包括：antioxidant（抗氧化剂）、bacteriocin（细菌素）、antimicrobial packaging（抗菌包装）、bacteria（细菌）、antimicrobialactivity（抗菌性）、antibacterial activity（抗菌活性）、alpha tocopherol（a-生育酚）、agent（药剂）、active film（活性薄膜）等。将这些研究前沿与图2的研究热点比较可知，antioxidant（抗氧化剂）、antimicrobial packaging（抗菌包装）、alpha tocopherol（a-生育酚）、agent（药剂）、active film（活性薄膜）不仅是该领域的研究热点，同时也是揭示活性包装新知识理论的研究前沿，尤其是抗氧化剂、抗菌包装、a-生育酚等高频突现词引领者国际活性包装潮流，开启了该研究领域的新一轮议题。

总体来说，活性包装研究前沿与该领域研究热点具有一定的一致性，主要侧重抗氧化与抗菌包装、活性薄膜、各类药剂以及a-生育酚等方面的研究，说明活性包装这一新进包装技术近年来研究主题变化不大。

结束语

综上所述，活性包装是适应当今社会发展趋势、迎合消费者需求的绝佳包装技术，国内外都在活性包装技术领域作出了很多研究，尽管传统食品包装技术仍在广泛使用，但食品包装工业的未来无疑将属于活性包装等创新性包装技术。然而就目前而言，活性包装仍存在一些研发方面的问题，要想取得商业上的成功必须依赖于不断改进的生产技术、愈加高效的运作机制，将活性包装技术推向更广阔的未来。基于此，活性包装技术还需要更多的研究与实验以演绎来自各个层面的食品需求。

作者单位：河南科技大学包装工程系

责任编辑：王蕾 wl@cprint.cn