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纳米包装材料在食品贮藏中的应用

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【摘 要】纳米包装材料的优良性质使其在食品包装领域广受欢迎,纳米抗菌性包装材料、纳米保鲜包装材料、纳米高阻隔性包装材料等已在食品包装中有了一定的应用,其中在食品保鲜领域中的应用研究已较深入,本文就纳米包装材料为研究对象,探讨了纳米包装材料在食品贮藏中的应用

【关键词】食品包装 纳米材料 食品贮藏

引言

纳米科学是20世纪末兴起的最重要的科技领域之一,因其在国计民生等诸多领域都产生了深远甚至革命性的影响,得到了各国政府的高度重视与投入。美国自1991年开始将纳米技术列为“政府关键技术”;我国将纳米科学研究列入“863计划”、“国家基金重大研究计划”等重点研究计划。伴随纳米科学理论日益成熟,纳米材料的应用领域不断扩大。纳米材料因其特殊的结构,产生了小尺寸效应、量子效应、表面效应(界面效应),具备卓越的光、电、热、磁、放射、吸收等特殊功能,在机械、电子、化工、包装、国防等领域有着广阔的应用前景。

1 纳米及纳米材料

1.1 纳米

纳米(nanometer)是一个长度单位,1 nm=10-9m,通常界定1-100nm的体系为纳米体系。由于这个尺度空间略大于分子的尺寸上限,恰好能体现分子间相互作用,因此,具有这一尺度物质粒子的许多性质均与常规物质相异,在这个领域中物质的性质有时既不能用经典力学、电磁学等加以解释,也不能用量子力学等理论来理解,需要一个全新的理论和视角。研究上述领域的客观规律的科学被称之为纳米科学。

1. 2 纳米材料

纳米材料根据构成材料物质属性的不同,可以分成金属纳米材料、半导体纳米材料、纳米陶瓷材料、有机纳米材料等,当上述纳米结构单元与其他材料复合时则构成纳米复合材料。纳米复合材料中包括无机一有机物复合、无机―无机复合、金属―陶瓷复合、聚合物―聚合物复合等多种形式。

1. 3 纳米包装材料

食品包装材料多由聚合物制成,如聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚酞胺(尼龙,PA)等,其制成包装材料透气性难以满足各式果蔬的呼吸强度,尤其当果蔬的呼吸强度很高时,大部分膜不能使包装内氧气和二氧化碳配比达到最佳。进入20世纪90年代,纳米材料及技术的应用发展,给聚合物包装材料的发展带来的巨大革新,纳米包装材料应运而生。

纳米包装材料主要是指应用纳米技术,通过对包装产品进行纳米合成、纳米添加、纳米改性,使其具有某一特性或功能的一类包装材料的总和。在食品包装领域,研究最多的纳米包装材料是聚合物基纳米复合材料PNMC(Polymeric Nano-Metered Composites),常用的聚合物有PA、 PP、 PE、PVC、 PET、 LCP等,常用的纳米材料有金属、无机物聚合物等无机系和有机系成分,通过扦层复合等技术将高分子聚合物和纳米材料复合。

2 纳米包装材料在食品贮藏中的应用

复合纳米包装材料的优良性质使其在食品包装领域广受欢迎,纳米抗菌性包装材料、纳米保鲜包装材料、纳米高阻隔性包装材料等已在食品包装中有了一定的应用,其中在食品保鲜领域中的应用研究已较深入。

采用纳米复合技术制成的新型包装材料聚酞钱-6塑料(NPA6)与传统的尼龙塑料相比,有更多的优越性。其氧气和二氧化碳的透过率降低了一半,水的透过率也下降了30%左右。用它来包装食品,如香肠、火腿、泡菜等,食物的变质程度更小,保质期更长。添加0.1 %~0.5%的纳米Ti02制成的包装材料可以防止紫外线引起的肉类食品的自动氧化变质,保护维生素和芳香化合物不受破坏,使食品保持新鲜。陈丽等人将纳米Ti02粒子和其它11种功能材料加入到PVC中研制出的保鲜膜,可使富士苹果的保存期延长到208天,同时对蔬菜也有较好的保鲜效果。

纳米银粉应用于食品包装中既有抗菌又有保鲜的作用,对细菌和霉菌等抗菌效果好、抗菌时间长,添加到食品包装材料中可保持长期的抗菌效果,且不会因挥发、溶出或光照引起颜色改变或食品污染;同时,纳米银粉具有对乙烯氧化的催化作用,在保鲜包装材料中加入纳米银粉,可将果蔬食品释放出的乙烯加速氧化,减少乙烯含量,达到果蔬保鲜的效果。

结语

用于食品包装中的纳米包装材料优于一般材料,其具有抗菌、低透氧率、低透湿率和阻隔二氧化碳等优点,且具有韧性强、耐磨性等机械加工性能,耐热性、透明度高、抗磁防爆等理化性能。因此纳米包装在食品包装领域中得到了快速的发展。

参考文献

[1]刘兴华,饶景萍.果品蔬菜贮运[M].西安,陕西科学出版社,1998.

[2]何映平.纳米材料及其在食品工业中的应用实例[J]. 热带农业科学,2001(4):74-76.

[3]何培健,王大志,陈利琴,等. 纳米技术在药品与食品包装中的应用[J].海峡医学,2006,18(4):197-199.