關(guān)于納米材料在食品包裝中的應(yīng)用及安全性評價(jià)

張曉慧 楊鑫如 曹建 馬芮

摘要：伴隨著科技的不斷發(fā)展，納米材料越發(fā)廣泛的應(yīng)用到人們的日常生活當(dāng)中，其有關(guān)安全性的問題也逐漸凸顯出來。由于納米材料自身的優(yōu)勢與特殊效應(yīng)，使其在食品包裝領(lǐng)域有著極其廣闊的應(yīng)用前景，恰恰也是由于其自身的特殊效應(yīng)，使我們不得不重視與面對其生物安全性問題。

關(guān)鍵詞：納米材料;食品包裝;應(yīng)用;安全性評價(jià)

引言：

食品包裝是食品工業(yè)的眾多環(huán)節(jié)中最為重要的組成部分之一，食品包裝對于食品質(zhì)量的提高、食品的貯藏以及品質(zhì)的穩(wěn)定效果有著至關(guān)重要作用，還可以在一定程度上使食品本身的商業(yè)利用價(jià)值大大增加。就食品包裝而言，包裝材料一直都是食品安全領(lǐng)域的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

一、納米材料在食品包裝中的主要應(yīng)用

（一）納米二氧化鈦

二氧化鈦?zhàn)陨砭哂兄涂寡趸闹匾饔茫虼私?jīng)常應(yīng)用于包裝材料的生產(chǎn)當(dāng)中。納米二氧化鈦是一種光催化半導(dǎo)體，若是處在紫外光的強(qiáng)烈照射下會產(chǎn)生具有高還原性電子以及高氧化物空穴，所產(chǎn)生的空穴可以將納米二氧化鈦表面的水與氧化物轉(zhuǎn)化為具有較強(qiáng)氧化程度的羥基自由基，從而對于二氧化鈦表層的微生物細(xì)胞帶來一定損傷，自然而然就可以對微生物繁殖與生長的作用進(jìn)行一定的阻礙。我國曾甄選質(zhì)量純正的納米二氧化鈦殼聚糖結(jié)合中草藥制劑，從而形成一種防水效果較強(qiáng)的復(fù)合膜，并且這種復(fù)合膜可以降低水果內(nèi)部水分的增加，也可以防止內(nèi)外部氣體流通，這對于食品的保險(xiǎn)效果十分有效。二氧化鈦還可以預(yù)防紫外光的照射，從而有效的防止食品出現(xiàn)氧化還原等狀況，也可以避免食品由于包裝的原因造成腐爛進(jìn)而流失食品本身的營養(yǎng)價(jià)值。也進(jìn)一步延長了食品儲存的時(shí)間。

（二）納米銀

通過對納米技術(shù)的研究，很多無機(jī)抗菌材料都被研發(fā)出來。其中納米銀離子就是現(xiàn)階段研發(fā)出來的一種新型復(fù)合材料，和普通的銀離子以及無機(jī)抗菌型材料相比較而言，納米銀自身具有更為穩(wěn)定的生物學(xué)、物流特征，抗菌效果也是非常出色。據(jù)相關(guān)研究證明，納米銀在光的接觸與催化之下可以代替一定程度的抗菌效果，這種納米銀離子粒徑與性能之間的關(guān)系較為緊密，抗菌性能會隨著粒徑的減少不斷增加。就算極為細(xì)小的納米銀也可以發(fā)揮出強(qiáng)大的抗菌殺毒效果，甚至可以在很短的時(shí)間內(nèi)將上百種細(xì)菌殺光。在現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，不管是衛(wèi)生保健行業(yè)還是食品包裝行業(yè)都在選擇抗菌材料中更多的青睞于納米銀。將具有高強(qiáng)抑菌效果的納米銀抗菌里使用在骨質(zhì)餐飲用具的表面，由于表面難溶于銀鹽就會促使釋放銀離子，所以可以對正常的細(xì)菌結(jié)構(gòu)以及代謝功能進(jìn)行破壞，可以有效降低餐具上滋生霉菌、細(xì)菌以及其他病菌的幾率，也可以有效避免細(xì)菌之間的交叉感染，讓餐具具有高效長時(shí)的抗菌能力，而納米銀在公共場所的餐飲領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景以及商業(yè)價(jià)值。

（三）納米黏土使用在食品包裝材料

納米蒙脫土是極具潛力的納米材料，其本身也屬于無機(jī)納米黏土的一種，這種納米黏土的生產(chǎn)成本很低，或是降該類黏土應(yīng)用到高分子材料當(dāng)中設(shè)立不僅可以進(jìn)一步提高復(fù)合材料的性能與效果，而且對于食品包裝增強(qiáng)高聚物納米復(fù)合材料的使用水平十分有利。20世紀(jì)末，納米黏土就已經(jīng)開始應(yīng)用在食品包裝領(lǐng)域，那個(gè)時(shí)代的研究者也都開始對于黏土納米復(fù)合材料慢慢產(chǎn)生重視。例如，納米蒙脫土使用在 PE 醇基納米復(fù)合膜包裝中，對其自身的效果與性能的影響進(jìn)行研究，研究人員發(fā)現(xiàn)納米蒙脫土的使用量會對復(fù)合包裝膜本身帶來一定的影響。利用新型的表面處理器對納米高嶺土表面進(jìn)行處理，之后再和聚乙烯進(jìn)行融合處理，這樣制作出來食品包裝膜不管是從摩擦因數(shù)的角度還是從力學(xué)性能的角度來看都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚乙烯膜。

（四）其他納米材料應(yīng)用于在食品包裝材料

納米材料使用在食品包裝中的例子有很多，除了 上述幾種還有納米石墨烯、納米碳酸鈣等：1、根據(jù)相關(guān)研究表明，將碳酸鈣應(yīng)用到包裝材料中可以有效延長食品的報(bào)銷貯藏時(shí)間。2、借助蜂蠟和納米 α- 三氧化二鐵改性后的聚乙烯醇，這樣生產(chǎn)出來的復(fù)合包裝材料，可以使物品除外見光的環(huán)境下進(jìn)一步提高抑制細(xì)菌的作用。3、納米石墨烯是一種高氣體阻隔性、高透明性的新型碳材料，如果運(yùn)用在包裝材料中，可以有效提升聚合物的阻隔作用。

二、納米復(fù)合食品包裝材料的安全評價(jià)

納米材料的化學(xué)組成、尺寸大小、表面結(jié)構(gòu)以及溶解性等都可以對生物學(xué)的效應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。雖然現(xiàn)階段關(guān)于納米顆粒在聚合物薄、玻璃、紙張、陶瓷等包裝材料中遷移的研究非常少，但是于消費(fèi)者來說，食品包裝材料中始終讓人更關(guān)注的還是關(guān)于納米顆粒的安全問題。想要驗(yàn)證納米材料的安全性能，可以利用動物體內(nèi)的經(jīng)口毒性試驗(yàn)或者體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)得到證實(shí)。納米科技對于生物體的毒性表現(xiàn)可以劃分為兩種各不相同的癥狀，一種毒性效應(yīng)是與納米科技的組成不相匹配，是通過納米科技而釋放出大量的活性氧物質(zhì)，而該物質(zhì)在生物體內(nèi)會呈現(xiàn)出毒性反應(yīng);另外一種毒性效應(yīng)與納米顆粒的組成相匹配，如某些金屬氧化物納米顆粒在生物體內(nèi)與蛋白相結(jié)合，會致使蛋白功能產(chǎn)生異常，而某些像碳納米管、金屬合金等也直接或間接表現(xiàn)為基因毒性。現(xiàn)階段，國內(nèi)國外有很多就常用納米材料的安全性進(jìn)行研究與探討的課題，但是得到的試驗(yàn)結(jié)論卻大不相同，甚至是結(jié)果完全背離。因此對于納米材料的安全性迄今為止仍舊沒有較為具體明確的結(jié)論。

三、結(jié)束語

伴隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料的食品保鮮、阻隔細(xì)菌等方面的應(yīng)用成為了眾多研究人員研究的課題。納米材料對于食品和食品包裝的影響具體表現(xiàn)為：納米材料對于包裝材料的熱學(xué)、力學(xué)以及光吸收率等具有一定的影響;納米材料可以進(jìn)一步抑制微生物的滋生，延長食品的保鮮貯藏時(shí)間;納米材料可以在維持產(chǎn)品的品質(zhì)同時(shí)更好的延長產(chǎn)品保質(zhì)期。納米材料的安全性仍然需要得到進(jìn)一步的研究與證實(shí)，納米材料在食品包裝過程中遷移規(guī)律及納米材料在細(xì)胞內(nèi)的生物毒性是未來研究的熱點(diǎn)。

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作者簡介：

作者姓名：張曉慧，出生日期：1998.09.26，性別：女，籍貫：遼寧省大連市瓦房店市，專業(yè)：食品科學(xué)與工程，學(xué)校（單位）：大連工業(yè)大學(xué)

2作者姓名：楊鑫如，出生日期：1998.10.19，性別：女，籍貫：遼寧省沈陽市，專業(yè)：食品科學(xué)與工程，學(xué)校（單位）：大連工業(yè)大學(xué)

3.作者姓名：曹建，出生日期：1997.02.28，性別：女，籍貫：遼寧省北票市，專業(yè)：包裝工程，學(xué)校（單位）：大連工業(yè)大學(xué)

4.馬芮，1998.04.08，女，遼寧省，食品科學(xué)與工程，大連工業(yè)大學(xué)