食品包装可以保护长途运输的食品防止其腐烂，同时保证其质量。食品包装已经成为世界上最大的产业之一，在发达国家约占国民生产总值的2%。食品包装能够最大限度地减少或防止微生物、氧气、温度和湿度等对食品的影响，从而提高了食品的质量，避免了食品中营养的损失并延长了食品的保质期，确保了安全健康食品的供应。传统的食品包装材料通常由聚烯烃（如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等）制备而成，由于这些材料不可降解，对环境产生了严重影响。因此，开发对环境污染小、抗菌性能好、安全且无毒的新型食品包装材料具有重要意义。

壳聚糖材料是从生物质原料中制备得到，具有较好的生物降解性、安全无污染等优点。同时，壳聚糖材料具有独特的生物特性和功能特性，如壳聚糖分子中带正电荷的氨基基团可以和微生物细胞表面的带负电荷的粒子相互作用，从而破坏微生物细胞内的脱氧核糖核酸(DNA)等物质，阻碍微生物的生长和大量繁殖，并且壳聚糖对多种微生物的生长都具有抑制作用，具有广谱抗菌性。由此可见，壳聚糖材料是理想的食品包装材料。除此之外，研究人员还通过壳聚糖材料与多种纳米材料（如氧化锌、氧化银和氧化镁）复合制备壳聚糖纳米复合材料，从而进一步提高了材料的抗菌性能和抗氧化性能等。

壳聚糖是一种来源于自然界的多糖类物质，其数量仅次于纤维素，是自然界中第二大生物资源。壳聚糖又称壳多糖、几丁糖等，具有无毒无味、化学稳定性好等优点。壳聚糖广泛存在于甲壳动物的外骨骼、真菌壁和其他生物来源的材料中。壳聚糖是甲壳素在碱性条件下脱乙酰基制得的，是自然界中唯一的、可降解的聚阳离子多糖。壳聚糖具有良好的成膜性和抗菌效果，使其在涂膜保鲜、生物可降解膜等方面得到广泛研究，有望应用于材料、医药、生物和食品等领域。研究证实，壳聚糖薄膜或涂层可以使新鲜的农产品、肉制品、面包和乳制品的保质期延长。由于壳聚糖薄膜具有清晰透明、韧性强、伸展性好等优点，当其应用于食品包装时，可以阻隔薄膜两侧气体的交换、减少水分蒸发和防止食品中营养物质的流失，还可制成涂膜液，涂抹在果蔬等食品表面来杀灭微生物，减少果蔬腐烂，壳聚糖薄膜在抑制果蔬腐烂、降低酶活性、延长货架期等方面效果显著。但是，壳聚糖薄膜存在机械强度低、阻隔性能差、抗氧化性弱和水溶性差等缺点，因而在食品包装中的应用受到限制。克服这些缺点常用的办法是将壳聚糖与其他天然或合成的聚合物（如纳米材料）混合制备复合膜，从而提高壳聚糖薄膜的机械强度等性能，使壳聚糖薄膜适合特定的用途。

通常采用溶液流延法、层层挤出法等制备壳聚糖复合薄膜。溶液流延法操作方便，是制备壳聚糖复合薄膜使用最广泛的方法之一。但是分子间的缠结会使薄膜变脆，通过添加多元醇（如甘油、山梨醇和聚乙二醇）、糖（如葡萄糖和蔗糖）和脂类等增塑剂，可以提高薄膜的机械性能。溶液流延法是一种简单且成本相对较低的方法，其制备流程为：首先将壳聚糖溶解在酸性溶液中，然后加入不同体积或质量的生物聚合物、抗菌剂、抗氧化剂、增塑剂等实现交联，去除杂质和气泡后，通过浇铸得到壳聚糖复合薄膜。

层层挤出法主要用于生产传统的商业塑料包装膜。与溶液流延法相比，层层挤出法加工时间更短，能耗更低，所以层层挤出法通常优于溶液流延法。层层挤出法通常先把原材料混合、造粒，通过造粒机将挤出物切割成颗粒，在热风炉中干燥颗粒，然后通过挤出机将颗粒挤压成薄片，最后将混合树脂吹膜。层层挤出法制备的壳聚糖复合薄膜具有良好的机械性能和良好的热稳定性。层层挤出法是前景广阔的制备方法，但有关其制备壳聚糖复合薄膜的研究较少。

壳聚糖的阳离子特性使其在加工过程中可与其他生物聚合物相互作用来提高壳聚糖材料的机械性能、阻隔性能、抗菌性能等，这些特性使其作为抗菌材料可以更广泛地应用于食品包装领域。除此之外，通过现代纳米技术将无机或有机化合物处理成纳米级的材料，通过掺杂等方式制备壳聚糖纳米复合抗菌材料，能够进一步提高材料的抗菌和杀菌能力，并且通过缓慢释放作用提高抗菌的持久性。壳聚糖纳米复合材料是通过搅拌的方式把纳米颗粒复合在壳聚糖表面，因此，将纳米材料引入食品包装材料可以有效防止食品腐败和病原微生物的生长，提高包装材料的抗菌性能。与壳聚糖相比，壳聚糖纳米复合材料对气体和水的低渗透性导致更长且曲折的扩散路径，从而减少了气体的交换和水分的损失，提高了壳聚糖的机械强度、热稳定性和抗菌性能。使用广泛的纳米抗菌活性物质包括银纳米粒子、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅等。这些纳米材料具有比表面积大、抗菌活性高及抗菌时间长等优点。壳聚糖的抗菌机理是壳聚糖在微生物表面形成一层致密的膜，从而阻止微生物的呼吸作用以及阻隔营养物的转运；壳聚糖纳米复合抗菌材料的抗菌机理是释放纳米活性物质，破坏细胞壁和细胞膜通透性，进入微生物细胞，致使细胞质溢出并且与细胞内蛋白质作用，从而更快地杀灭细菌，提高壳抗菌性能。

目前大多数氧化物基纳米复合食品包装抗菌材料的研究仍处于发展阶段，其中的一些安全问题引起了人们的普遍担忧：纳米材料可以通过多种途径作用于自然环境，还可能引起一些具有潜在疾病危害的生物效应；同时，国内外有关纳米材料生物安全性评价的研究较少，关于纳米材料对人体健康的影响还没有建立成熟的分析方法，尚未形成相对完善、统一的、针对纳米材料生物安全性的评价标准。特别是食品包装抗菌材料中的纳米物质是否会与食品一起迁移并进入人体，是否会对人体健康造成潜在危害等问题也亟待研究。因此，未来针对纳米材料安全性的研究是一个重要方向。未来壳聚糖纳米食品保鲜膜的研究可能会从含有单一纳米粒子向含有多种纳米粒子的方向发展，这样可充分发挥各种纳米粒子的优点，进一步提高和完善食品保鲜纳米材料的性能。壳聚糖复合薄膜的制备方法包括溶液流延法、层层挤出法等。溶液流延法是一种简单且成本相对较低的方法，但该方法主要用于实验室，需要进一步研究并分析其商业化生产的可行性。层层挤出法是前景广阔的薄膜制备方法，但是有关其制备壳聚糖复合薄膜的研究很少，未来的研究应致力于采用该工艺进行壳聚糖纳米食品包装抗菌材料的规模化生产和商业化应用，以减少塑料对环境的危害。