在食品包裝設計袋中添加到食品包裝中的抗菌劑主要有有機化學抗菌劑、天然生物抗菌劑和無機抗菌劑。其中，有機化學抗菌劑具有一定毒性，是對人體有害的；天然生物抗菌劑的毒性微弱，但抑菌效果大多不理想，且成本十分昂貴；所以無機抗菌劑是光譜抗菌劑，是屬于離子溶出接觸型抗菌劑的，所需濃度較低，但價格昂貴，且多數以涂層的形式涂布在薄膜表面，使用壽命較短，與薄膜的相容性不好。

納米MgO不僅是一種具有高吸附力的吸附劑，本身也是一種無菌抗菌劑。納米MgO極易水合，表面會因此形成一層Mg（OH）2。溶解在溶液中的氧通過單電子還原反應生成過氧離子O2-，由于O2-在堿性環境中具有良好的化學穩定性，因此高濃度的O2-能在MgO表面穩定存在，從而對細胞膜壁造成破壞，無需光照即可迅速殺死細菌。小粒徑MgO的比表面積較大，因此表面OH-濃度較高，在水溶液中產生的O2-濃度也較高，從而增加了O2-與細菌芽孢之間相互作用的概率，大大提高了MgO的殺菌能力。

5mg納米MgO對大腸桿菌的定量殺滅實驗數據，納米MgO對細菌芽孢的定量殺滅實驗數據，納米MgO對金黃色葡萄球菌的定量殺滅實驗數據。納米MgO對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌繁殖體有著優異的抑制和殺滅功能，對細菌芽孢也有一定的殺滅作用。

包裝設計袋中納米MgO無需光照即可有效殺滅細菌，且物理吸附作用強，不變色，因此將其作為抗菌劑應用到高阻隔抗菌薄膜中。

高阻隔性材料選擇

普通聚乙烯（PE）薄膜對氧氣的阻隔性能較差，解決這一問題最為有效的方法就是引入高阻隔性樹脂，包裝設計選擇的高阻隔性樹脂是乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）。

大量研究表明，在包裝設計中EVOH對氧氣和碳氫化合物等具有優異的阻隔性能，因此被廣泛應用于聚乙烯基材的阻隔改性中。EVOH是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）進行皂化反應或部分皂化反應的醇解產物，是一種高度結晶體，而且EVOH分子中的羥基和分子間的氫鍵具有強烈的鍵合作用，分子間內聚力很強，分子鏈堆積程度較高，小分子氣體也難以透過。

在包裝設計袋實驗中，所用EVOH是美國杜邦OH4416，屬于擠出級。在溫度20℃、相對濕度65%的條件下，EVOH與其他薄膜氧氣透過率的對比。EVOH的氧氣阻隔性是常規PE薄膜的4～5個數量級。

EVOH除了對氣體具有高阻隔性以外，對油脂也具有高阻隔性，且具有良好的光澤度、透明性、耐候性等。但EVOH具有親水性，易吸水溶解，其阻隔性會因此明顯下降，但只要將EVOH夾在材料的中間層，減少與水分的接觸，其吸水溶解問題就能得到有效解決。

高阻隔抗菌薄膜結構包裝設計

為了實現包裝設計袋的高阻隔抗菌效果，薄膜應采用復合結構。由于EVOH具有親水性，將其放置在內層或外層均無法充分持續發揮其高阻隔性能，因此只能將其放置在中間層；而抗菌劑則應放置在內層，這樣才能充分發揮其抗菌作用。

因此，包裝設計袋的高阻隔抗菌薄膜的復合結構由外至內應為PE/EVOH/PE/EVOH/抗菌PE，其中，PE層厚度為30μm，EVOH層厚度為20μm，抗菌PE層厚度為20μm，采用雙螺桿五層共擠流延法進行生產。

高阻隔抗菌薄膜性能分析

抗菌性能，該薄膜的抗菌性能主要由內層抗菌PE層保證，其抗菌性能主要與納米MgO的用量及其在PE中的分散性有關。不同劑量納米MgO制成的抗菌PE膜對大腸桿菌的殺滅實驗。從中可知，當使用3%納米MgO時，薄膜的大腸桿菌殺滅率可達99.99%。

阻隔性能，由于EVOH具有優異的阻隔性能，使薄膜整體達到高阻隔效果，EVOH層越厚，薄膜的阻隔性能越好。在包裝設計的薄膜結構中含有兩層相同的EVOH層，當單層EVOH厚度達到20μm時，薄膜氧氣透過率達到最佳，為0.5ml/（m2？24h？0.1MPa）。

其他性能，高阻隔抗菌薄膜除了要具備抗菌性能和阻隔性能以外，還要具備一定的物理性能，如拉伸強度、撕裂強度、熱合強度等。

因此，經過包裝設計袋的相應測試所示，其中，拉伸強度按GB/T 1040-1992《塑料拉伸性能試驗方法》測試，拉伸速率為5mm/ min，溫度為25℃；撕裂強度按QB/ T 1130-1991《塑料直角撕裂性能試驗方法》測試；熱合強度按QB/T 2358-1998《塑料薄膜包裝設計袋熱合強度試驗方法》測試。

高阻隔抗菌包裝技術是指在食品北京包裝設計過程中，通過使用抗菌劑和高阻隔性材料，將食品包裝控制在高阻隔和無菌條件下，不僅能有效抑制微生物和水分的入侵，而且利用抗菌劑能對內部微生物的生長繁殖起到抑制或滅活的作用，從而有效延長食品的保質期，提高安全性，同時減少食品防腐劑的添加，保障消費者的健康安全。使用該薄膜制成的食品包裝袋能使食品保質期延長50%～100%，而且不會對食品品質造成損害。