Наночастицы хитина/хитозана
Хитозан, гетерополисахарид, известен своей биосовместимостью, биоразлагаемостью, а также комплексообразованием металлов.
Поликатионная природа хитозана в основном обусловлена его широкой антимикробной активностью. Наночастицы хитозана образуются в результате ионного застудневания, при котором положительно заряженные аминогруппы хитозана электростатически взаимодействуют с полианионами, задействованными в качестве сшивателей.
Ранее отмечалось, что сочетание хитиновых вискеров с термопластами изолята соевого протеина (SPI) значительно повысило растягивающие характеристики матрицы и ее устойчивость к воде. Позднее Burdock (2007) предложил в качестве потенциального материала для съедобных упаковочных пленок использовать гидроксипропилметилцеллюлозу (HPMC). Де Мура и др. (2008) добавили, что нанокомпозиты на основе хитозана в ГПМК помогли улучшить механические и барьерные характеристики. Трипати и др. (2009) разработали противомикробную пленку на основе хитозана, состоящую из хитозана и поливинилового спирта. Разработанная пленка может эффективно продлить срок хранения помидоров, проявляя антибактериальную активность в отношении E. coli, S. aureus и B. subtilis.
Съедобные пленки и покрытия, приготовленные из хитозана импровизированного физико-химического и микробиологического качества свежесрезанных овощей и фруктов. Активные антибактериальные пакеты, состоящие из хитозана/полиэтилена, показали эффективность ингибирования общих аэробных мезофильных бактерий, колиформ, плесени и дрожжей в куриных палочках; кроме поддержания рН, цвета и твердости образцов. Хитозан/серебро, хитозан/золото и нанокомпозитные пленки хитозан/циннамальдегид продемонстрировали антимикробную активность в отношении E. coli, S. aureus, P. aeruginosa, Aspergillus niger и Candida albicans.
Активная упаковка
В отличие от обычной упаковки для пищевых продуктов, активная упаковка - это специально разработанная упаковочная система, включающая в себя компоненты, которые высвобождают (антимикробные или антиоксидантные агенты) или поглощают (кислород или водяной пар) материал в или из упакованной пищи или пищевой среды. Амальгамация активных соединений, а именно антимикробных агентов, консервантов, O2 и абсорбентов водяного пара, этиленовых удалителей и т.д., полимером делает ее более эффективной для увеличения срока хранения и качества пищевых продуктов.
Неорганические наночастицы
Исследования различных наноматериалов, полученных из металлов [Серебро (Ag), Золото (Au), Цинк (Zn)] и оксида металла [Диоксид титана (TiO2), оксид цинка (ZnO), оксид кремния (SiO2) и оксид магния (MgO)], были проведены в различных областях применения активной упаковки. Эти частицы либо функционируют при прямом контакте, либо могут медленно мигрировать и преимущественно вступать в реакцию с органическими веществами, присутствующими в пище. Антимикробная активность наночастиц может быть обусловлена одним из этих механизмов: прямым взаимодействием с микробными клетками (прерывание транс-мембранного переноса электронов, нарушение/проникновение оболочки клетки); окисляющими компонентами клетки; и производством вторичных продуктов (например, реактивные виды кислорода - РОС или растворенные ионы тяжелых металлов), что приводит к повреждению клетки.
Наночастица серебра
Наночастицы серебра являются одними из наиболее изученных наночастиц благодаря их антимикробному потенциалу против множества соразмерных и патогенных штаммов. Помимо бактериальных штаммов, наночастицы серебра, как известно, являются ингибиторами против многочисленных грибков, а также нескольких вирусов (HIV и обезьяньей оспы).
- Серебро нацелено на бактериальный метаболизм путем связывания с его ДНК, белками и ферментами, что приводит к бактериостатическим эффектам. Наночастицы серебра дестабилизируют и разрушают как внешние, так и цитоплазматические мембраны. Наночастицы серебра также ингибируют ферменты дыхательных цепочек и могут стимулировать выработку реактивного кислорода (РОС). Ранее в работе Damm et al. (2008) оценивалась эффективность инкорпорированных пленок полиамида 6 и микро- и наночастиц серебра против кишечной палочки.
Разработанная пленка на основе наночастиц полностью ингибирует рост E. coli. Однако пленки с микрочастицами серебра уничтожили 80% бактерий. Rhim и др. (2014) сообщили о противомикробной активности инкорпорированных наночастиц серебра агаровых пленок против моноцитогенов листерии и E. coli O157:H7.
В более раннем исследовании Busolo и др. (2010) документально подтвердили сильную антибактериальную активность нанокомпозита PLA/серебраOMMT против Salmonella spp. Антибактериальная активность нанокомпозитных систем, таких как ПВА, диспергированных с нанокристаллами целлюлозы, и наночастиц серебра была продемонстрирована против E. coli и Staphylococcus aureus.
