纳米技术食品科学工程中的应用  石琳
  摘要:纳米技术属于高新科技,目前在食品、化工、医药等诸多领域均有广泛的应用,其中在食品行业中的应用尤其广泛。本文对纳米技术在食品科学工程中的应用作一深入的分析探讨,期望可以为相关的研究人员提供建设性意见。
        关键词:纳米技术;食品科学;科学工程
        现阶段纳米技术在食品科学工程中的应用主要涉及食品储藏、食品检测及包装等方面,借助纳米技术食品行业得到了快速的发展。简单来讲,纳米技术主要是通过改变内部结构来提升食品的营养值,且有延长食品保质期的作用。
        1. 纳米技术在食品包装方面的应用
        食品包装方式的新颖化和安全性是消费者关注的重点之一。作为一件商品的重要组成部分,食品包装的根本目的在于起到阻隔和缓冲作用,避免外界环境的细菌和寄生虫侵入到食品中去,同时可以保证食品在长途运输过程中不会出现破损和毁坏的情况。就现阶段食品包装技术来看,多数应用的包装材料时可再生材料,比如常见的多糖类和脂类材料等,但是在长期的实践应用中发现这些可再生材料应用效果较差,其承重能力有效,极易导致食品在运输过程中出现破损,另外阻水性能也较差,无法满足现代食品包装的需求。随着纳米技术的
广泛应用其已经在食品包装中有所应用,比如常用的纳米高阻隔包装是基于纳米粒子具有很高的比表面积,因而仅仅需要很小的添加量即可以与聚合物形成较强的界面相互作用,在提升原材料机械性能与稳定性方面具有显著的作用。纳米活性包装可以通过混入活性成分吸收食品包装中的氧气、异味及多余的水分,以此改变食品的保存条件,近年来研究最多的纳米活性包装材料以保鲜型及抗菌性抗菌包装纳米包装为主,实践应用发现效果显著。又比如纳米材料中的纳米蒙脱石粉类已经广泛应用于饮料、啤酒、蔬菜及水果的包装中,其具有传统包装材料所没有的稳定性、保鲜性及抗菌性,因而应用范围日益广泛。
        2. 纳米技术在食品加工方面的应用
        就现阶段纳米技术应用情况来看,应用最为成熟的属纳米微粒、微胶囊、纳米包埋及纳米膜分离这几种。其中纳米细粒化最有代表的是功能性食品原料的纳米化,能够满足人们更高的食物需求。纳米膜技术可以有效分离食品中的营养成分与功能性成分,目前在牛奶、浓缩乳清、鸡蛋黄中的免疫球蛋白提取及浓缩果汁中应用广泛。纳米包埋技术常用于果蔬汁与营养素的生产中,天然脂类材料可以包裹纳米微粒制成食品,极大的改进食品口感和在人体的吸收,且具有缓释功能,研究发现其进入人体后的滞留时间可以延长2-3倍,有助于人体吸收。另外,将纳米技术应用于食品添加剂生产之中可以有效减少添加剂的使
用量,可以有效提升食品的安全性,更加有利于人体健康。
        3. 纳米技术在食品贮藏保鲜方面的应用
        随着人们生活质量的提升,对食品的保鲜性能要求越来越高,这让食品加工商开始对食品的贮藏保鲜重视起来。蔬菜与水果中含有丰富的维生素,这让其保鲜更加的困难,就现阶段保鲜技术来看,最为常用且成熟的保鲜技术包括冷藏技术、防腐技术。气调方式及臭氧方式等,但实践应用发现这些保鲜技术极易受到外界因素的影响,普及性不足。与传统保鲜技术不同,纳米材料本身便具有杀菌消毒的功能,可以有效阻隔CO2且有吸收紫外线的功能。更为重要的是,纳米材料自身洁净度高,实际使用非常方便,不会受到太多因素的限制。实际应用时可以在纳米材料上涂抹涂膜剂,以此提升蔬菜和水果的保鲜水平。比如现在常用的纳米二氧化钛、银系纳米材料[1]。
        4. 纳米技术在食品安全检测方面的应用
        随着食品安全问题的频发,人们对吃到嘴里的食品越爱越重视安全性,国家为了保障人民的身体健康,相继出台了多项食品安全保护法律,虽然可以程度上避免食品安全事故的发生,但要做好食品安全工作,除了拥有健全的管理制度,还需要先进的检测技术。就目前食品安全检测方式来看,主要有气相谱法、液相谱法,这几种检测技术均可以取
得良好的效果,但无法避免的是这几种检测技术均需要借助大型机器开展,实际检测需要花费的资金投入较大,而且检测时间也很长,无法在第一时间内得到准确的检测结果。随着科学技术的发展,现阶段所应用的电化学传感器可以有效提升检测效率与质量。更为重要的是纳米技术可以对其进行优化,进一步提升检测性能。由此可见,将纳米技术应用于食品安全检测中具有显著的作用。经常应用于食品安全检测中的纳米材料包括碳纳米管、石墨烯。如图1,技术人员正在借助纳米技术进行食品安全检测。
 
        图1纳米技术检测食品安全
        5. 纳米技术在功能食品方面的应用
        随着近年来人们生活水平的提升,对食品种类的要求也有所提升,越来越追求功能食品。实践研究发现,功能食品中含有的功能成分可以对食品的效果产生较大影响,比如功能成分中的稳定程度、使用方式及存在方式等。值得特别注意的一点是,虽然有很多的功能成分可以添加到食品中去,但因为其水溶性差,对外界环境也较为敏感,因而会很大程度上对功能食品的泽、气味及食用口感等产生影响。另外,有些功能食品不易吸收,无法有效补充人体所需要的营养物质。将纳米技术首次应用于功能食品中的国家是日本,其
通过纳米技术将功能食品中的β-聚糖转变为200nm以下的小颗粒,同时借助卵磷脂稳定技术促进人体吸收。类胡萝卜素是一种不与水相溶的物质,借助纳米技术可以将其纳米化,以此对类胡萝卜素的性质作出改变,大大增强了其溶水性,保证了食品在颜上的美观性与保存上的安全性,也更容易被人体所吸收。随着纳米技术应用的日益深入,其在功能食品中的应用愈加广泛,已然成为新的发展趋势。
生活中最常见纳米技术        6. 纳米技术在食品科学工程中的展望
        现阶段纳米技术在食品科学工程的应用已经取得了显著的成就,尤其是在储藏保鲜、安全检测、包装及研发方面,可以说,纳米技术的发展极大的提升了食品包装的减震效果,同时提升了食品安全性,大大推动了食品工业的发展。但是值得注意的一点是,即便纳米技术可以有效的提升食品加工质量,但是其也会产生一些不利影响,比如人如果经常食用纳米技术包装和冷藏的食品,则新陈代谢极易受到影响而引发其他类型的疾病。因此,未来依然需要加大对纳米技术的研究力度,确保可以更好的服务于人类,同时将纳米技术推广于各行各业中。比如可以推广至医疗卫生事业、食品的深加工事业中,让纳米技术可以更好的推动食品行业和其他行业的发展。
        7. 结论
        鉴于纳米技术可以推动食品行业更好的发展,提升食品安全性,需要给予其充分的重视。同时要认识到现阶段的纳米技术尚未完全成熟,但其发展潜力是巨大的,因而需要进一步加大研究力度,争取为食品安全作出更大的贡献。
        参考文献
        [1]王琦,卢珊,胡长鹰.纳米铜食品抗菌包装材料的研究进展[J].包装工程,2019,40(05):74-81.