納米材料在果蔬保鮮中的應用效果分析

曲健磊，李曉風

（山東省萊陽市種子公司，山東萊陽 265200）

隨著我國經濟的飛速發展，人們生活水平不斷提高，健康意識也逐漸增強，果蔬作為人們日常生活中常見的食物，富含多種營養元素和熱量[1]，有利于促進人體健康。近年來，隨著市場對果蔬需求量的不斷提高，跨地區運輸方式也相應增加，對保鮮技術提出了更高的要求[2]。傳統減壓貯藏法、低溫保鮮法、輻照保鮮等保鮮技術已經不能滿足果蔬運輸需求，腐爛、變質等現象成為困擾種植戶和經銷商的問題[3]。為了減少食品浪費，提高保鮮質量，納米材料保鮮技術應運而生，不僅克服了傳統保鮮法中成本高、果蔬水分易流失等弊端[4]，還以環保、安全的優勢獲得社會各界的青睞，為果蔬保鮮奠定了良好的基礎。

1 納米材料及其特點

納米是一種長度計量單位，1 nm 的長度比單個的細菌長度還要小很多。納米材料主要是指三維中至少有一個維度為納米大小的材料[5]。由此可見，材料的尺寸非常小，并且結構較為特殊。隨著科學技術的不斷發展，納米材料也廣泛應用于各個領域，近年來在食品行業也逐漸凸顯其價值和作用，尤其在食品檢測以及貯藏保鮮方面得到認可[6]。

1.1 尺寸小

納米的尺寸比可見光波長小，光在納米材料中傳播時，能夠被納米材料吸收，從而破壞光傳播的周期性。將納米材料應用到果蔬保鮮中[7]，能夠屏蔽磁波等影響，提高果蔬的保鮮周期[8]。

1.2 表面效應

表面效應主要指母離子表面的原子和總原子數的比，也就是說，隨著納米材料粒徑的減小，表面原子數會相應增加，從而使納米材料表面產生活性[9]。

1.3 超塑性

納米材料在特定條件下，具有較強的超塑性，也就是在不斷裂的情況下，能夠得以延伸[10]。將其應用到果蔬保鮮中，能夠長時間保證果蔬新鮮[11]。

2 納米材料在果蔬保鮮中的應用

納米材料是一種對人體無毒無害的材料[12]，同時能夠有效抑制生鮮食品生理代謝，減少果蔬腐爛變質，延長貯藏期限，在食品保鮮方面具有良好的發展前景[13]。隨著納米技術水平的快速發展[14]，納米技術廣泛地應用到各個領域，充分地發揮著自身的重要作用與價值，尤其是在果蔬保鮮領域。納米技術由于自身優勢與特點[15]，物理結構具有特殊性，使用不同的納米材料，會使果蔬保鮮程度不同，納米技術在果蔬保鮮中起到了重要的作用，能夠提升果蔬品質，減少資源的浪費，滿足人們的日常需求[16]。

納米保鮮技術的應用方式可以分為兩種：一是納米涂膜技術，二是納米包裝技術[17]，其中涂膜技術具有環保、抑制微生物增長等特點[18]；而納米包裝技術具有較高的強度與韌性[19]。

2.1 納米涂膜技術

采后果蔬水分流失較快，與周圍環境氣體產生反應，極易引發變質、腐爛等現象，而將納米涂膜材料應用到采后果蔬保鮮中，能夠減少水分流失，阻隔果蔬與周圍氣體的接觸，從而有效抑制微生物的生長，有利于長時間保持果蔬的品質[20]。除此之外，納米涂膜材料具有環保性，不會對環境造成污染，相對于傳統保鮮技術而言，不僅能夠減少不可降解包裝的使用量，還能提高果蔬貯存質量[21]。

納米涂膜技術采用納米材料的微氣調理論，把成膜材料采用噴覆的方法，使其能夠附著在果蔬表面，產生了半透膜的視覺感，主要應用在半食性的果蔬中。該技術不會對果蔬化學農藥殘留檢測產生任何的影響[22]，而且能夠保持果蔬品質[4]。

隨著我國科學技術水平的不斷提升，加大了對果蔬保鮮方法的研究力度，以納米半透膜技術為重要的基礎，研發出了非金屬無機納米半透膜[23]，主要的特點是其所采用的納米硅氧化物材料，更具有環保性，保鮮效果也更高效等。與半透膜法相比，有效地解決了果蔬硬度變大、品質下降等問題[24]。例如：果蔬采用殼聚糖-納米SiO2混合涂膜的方法對龍眼進行保鮮，龍眼腐爛率得到有效地控制，腐爛率降低了17%[25]，失重率也只有4.2%，并且還抑制了多種生物酶的活性[26]。然而，由于單一涂膜劑的組成成分相對較少，功能性相對較差，保鮮效果雖然相對于傳統保鮮方式有了很大改善，但還不能達到足夠的穩定性，需要相關研究人員和專家進一步完善，深入研究和開發復合涂膜劑，為納米涂膜技術的發展奠定基礎。

2.2 納米包裝技術

納米包裝技術常見的果蔬包裝材料有聚氯乙烯（PVC）、多以聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等，這些材料成本均較低[27]，但可能會影響果蔬品質與食品的安全性。

納米包裝材料保鮮果蔬時，能夠對細菌進行阻隔、抗菌等，尤其是對微生物能夠起到降解的作用，與傳統包裝材料相比[28]，具有較強的強度與韌性[5]。把納米包裝材料與高分子聚合物、超微粒子納米材料進行結合探究，創新果蔬保鮮方法，研發出復合型的納米包裝材料，廣泛應用于果蔬保鮮中，不僅解決了傳統果蔬包裝材料的不足，而且加強了對果蔬的保護。

納米材料在鮮切果蔬保鮮中也有著廣泛的應用。鮮切果蔬又稱為輕加工果蔬，主要是把新鮮果蔬進行外部的修整、去皮等，能夠使果蔬100%地被利用，對此類果蔬的保鮮更需要加強。由于果蔬經過鮮切加工后會加速其水分和營養的流失[29]，從而嚴重影響其作用、功能以及口感。而且鮮切果蔬的創面容易滋生微生物，加劇了果蔬腐爛和變質等不良現象的發生[6]。因此，需要提高對鮮切果蔬保鮮方法的重視，采用納米技術，能夠有效解決鮮切果蔬產生的問題，為果蔬保鮮開發出更多具有科學性的保護方法。在具體保鮮過程中，可以將納米材料進行加工，使其形成纖維素膜，并將其作為鮮切果蔬的包裝。研究表明，改良后的纖維素膜能夠有效抑制果蔬水分的蒸發以及微生物滋生，同時減緩蔬菜葉綠素含量的下降，具有阻隔性較強、穩定性較高、抗菌效果好等特點。當前，納米材料在鮮切果蔬保鮮方面的應用尚處于起始階段[30]，還需進一步開發，從而推動納米材料保鮮技術的穩定發展。

3 結語

隨著我國經濟的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，對果蔬新鮮的需求相應增加，納米材料的研究和開發使果蔬保鮮得到了空前發展，同時，納米材料以其抑菌效果好、阻隔性能強等優勢受到社會各界的青睞和應用。然而，由于當前納米材料在果蔬保鮮中的研究尚處于發展階段，還有較大的空間有待開發，主要可以從以下幾方面進行深入研究：第一，降低納米材料的成本；第二，優化和改進工藝流程；第三，由于納米材料具有特殊性，人體對其吸收要高于其他物質，所以需要深入研究其安全性；第四，當前市場中納米材料應用與果蔬保鮮種類較少，所以需深入開發納米材料的種類；第五是由于納米材料尺寸小、吸附性相對較強，在使用過程中極容易擴散，需要進一步研究其加工的穩定性，從而為果蔬保鮮貢獻更大的力量。