納米材料在食品包裝中的應用的論文

　　摘要：基于納米技術的納米包裝材料相對于傳統包裝材料有著機械性能良好、物理化學性能高、加工性能良好的優勢, 納米銀、納米二氧化鈦、納米氧化鋅都能夠被應用在食品包裝領域當中。主要針對納米材料在食品包裝中的應用進行研究。

　　關鍵詞：納米材料; 食品包裝; 納米技術;

　　在國民經濟持續發展的社會環境中, 人們對食品的安全衛生要求越來越高, 同時伴隨著生態環境保護意識的增強, 食品包裝領域也面臨著諸多挑戰。納米技術是在20世紀90年代末期興起的交叉性科學領域。納米包裝材料是納米技術的主要應用領域之一, 納米包裝材料相對于其他包裝材料優勢明顯。因此, 針對納米材料在食品包裝中的應用進行研究對于食品包裝領域發展有著重大的意義。

　　1 納米技術與納米包裝材料

　　納米技術是一項在納米尺度上對物質的性質與作用進行研究, 并且利用物質性質與特征開展多學科、交叉性研究的技術。納米材料即為材料的幾何尺寸已經達到了納米級別, 并且具有一定的特殊性能。當前對于納米材料的學術研究分為兩大方面:第一, 針對納米材料的性能進行系統的研究, 并且對納米材料的微結構進行分析, 與常規材料性質、作用進行對比, 總結出納米材料的規律、作用, 構建出描述與表征納米材料的概念與理論。第二, 發展應用納米材料。當前納米材料應用的核心問題大于在大量制備納米材料的過程中如何做到穩定化、均勻化制備。納米材料的體態可以分為納米顆粒、納米粉體、納米薄膜等。納米材料憑借其結構的特殊性以及特有的效應決定了納米材料存在一系列與傳統材料不同的獨特性質, 使得納米材料的電學、熱學與光學性能得到了進一步的提升。納米包裝材料主要是對包裝材料技能型納米處理, 使得包裝材料擁有納米的包裝特性, 相對于傳統包裝材料來說納米包裝材料的機械性能良好, 韌性高、可塑性好、使用年限長;物理化學性能高, 擁有高耐熱性、高透明度、高阻隔性, 可以用于特種包裝中;加工性能良好, 納米包裝材料可塑性強, 能夠實現吹塑、澆注、注塑成型。

　　2 納米材料在食品包裝中的應用

　　2.1 納米銀在食品包裝中的應用

　　納米銀在食品包裝中起到保鮮作用主要是由于納米銀能夠對乙烯氧化起到一定的催化作用。在食品保鮮包裝材料中適當的添加納米銀能夠加快乙烯的氧化速度, 食品保鮮效果更加理想。同時, 納米銀的耐光性能好、耐熱性能佳、化學性能穩定, 作為食品包裝材料納米銀對細菌和霉菌都能夠起到良好的抗菌作用, 并且可以長時間起到抗菌通。另外, 納米銀較為穩定, 不會由于光照等因素而對食品安全造成影響。劉偉等[1]對納米銀的抗菌效果進行了研究, 針對納米銀對G+菌、G-菌、酵母菌和霉菌的抑制效果進行了研究。在相同濃度下納米銀對抗菌作用大小分別為G+菌>G-菌>酵母菌和霉菌。同時, 銀的濃度與作用時間也會納米銀的抗菌作用產生一定的影響。將納米銀加入到包裝材料中能夠起到一定的保鮮作用。宋益娟等[2]針對納米銀與聚乙烯制備的保鮮袋來包裝醬鴨, 在包裝存儲過程中發現納米銀與聚乙烯制備的包裝能夠良好地保持醬鴨的風味, 減少鴨肉中鹽基氮的出現, 并且減少微生物的生長。

　　2.2 納米二氧化鈦在食品包裝中的應用

　　二氧化鈦是一種能夠在紫外光下被激發的光催化劑, 納米二氧化鈦能夠對紫外線形成一定的抵御作用, 避免紫外線照射到肉類食品中加快氧化, 從而防止由于維生素流失與芳香化合物破壞所導致的食品營養成分下降與腐爛。納米二氧化鈦在食品保鮮應用領域中有著十分廣泛的情景。同時, 納米二氧化鈦作為一種新型包裝材料能夠滿足生態保護需求, 在光照環境下還能夠粘污塑料、玻璃表面的油污、細菌等。陳麗等[3]將納米二氧化鈦運用在PVC保鮮膜的制作當中, 制備出了能夠隔絕氧氣的蘋果保鮮膜。經過實驗測定后, 該保鮮膜縱向拉伸強度提升了36%, 透氧率下降了18%, 透濕率減少了10%, 二氧化碳滲透率僅變化了1.5%。實驗結果顯示, 含有納米二氧化鈦的PVC保鮮膜保鮮效果明顯優于普通蘋果專用保鮮袋。Sunada K等[4,5]所進行研究指出, 納米銀與納米二氧化鈦的結合能夠獲得更好的保險效果。納米二氧化鈦的孔狀結構可以為納米銀提供更多結合的觸點, 優化了納米銀單體容易流失的缺陷, 進一步強化了納米包裝材料的安全性。

　　2.3 納米氧化鋅在食品包裝中的應用

　　納米氧化鋅是一種能夠被紫外光激發的寬帶隙半導體, 擁有良好的光催化活性。納米氧化鋅作為一種無機金屬氧化物擁有無毒、成本低、使用便捷、生物相容性優良的特征, 當前已經被普及使用到光催化講解有毒有機污染物、太陽能電池等行業當中。相對于納米二氧化鈦來說納米氧化鋅的光催化活性更強, 量子產率更高, 是當前市面上最具應用前景的光催化劑之一。基于納米氧化鋅良好的光催化活性, 其在食品包裝中也有著廣泛的運用。毛桂潔等[6]充分利用了納米氧化鋅的紫外線屏蔽作用, 將其運用到PVA當中, 有效提升了PVA薄膜的保留率與斷裂伸長率。日本學者Sawai等[7]通過實驗研究發現, 納米氧化鋅分體通過接單接觸能夠有效抑制大腸桿菌與金黃色葡萄球菌。高艷玲等[8]研究發現, 在自然光照與普通室溫環境下納米氧化鋅改性聚烯烴復合材料能夠有效抵抗枯草芽孢桿菌, 抗菌率高達99.99%。同時, 還對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等均有一定的抑制作用。通過上述一系列研究可以得知, 納米氧化鋅對于金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等細菌的抑制效果良好, 但是對霉菌、酵母等真菌的抑制效果需要通過進一步的實驗來證明。

　　3 結束語

　　總的來說, 納米技術、納米材料與納米包裝材料的發展將會有力推動食品包裝工藝的發展。在未來的發展過程中納米材料的安全性將會是研究熱點, 將為食品包裝應用納米材料提供重要的學術理論依據。

　　參考文獻

　　[1]劉偉, 張子德, 王琦, 等.納米銀對常見食品污染菌的抑制作用研究[J].食品研究與開發, 2006, 27 (5) :135-137.

　　[2]宋益娟, 關榮發, 芮昶, 等.納米包裝材料對醬鴨貯藏品質的影響[J].安徽農業科學, 2012, 40 (32) :15913-15914.

　　[3]陳麗, 李喜宏, 胡云峰, 等.富士蘋果PVC/Ti O2納米保鮮膜研究[J].食品科學, 2001, 22 (7) :74-76.

　　[4]SUNAD AK, WATA N A B E T, H AS HIMOTOK.Bactericidal Activity of Copper-deposited TiO2 T hin Film under Weak UV Light Illumination[J].Environmental Science and Technology, 2003, 37 (20) :4785-4789.

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　　[6]毛桂潔.聚乙烯醇/淀粉/Zn O納米復合材料的制備及性能研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學, 2007.

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