纳米技术在食品工业中的应用

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1、纳米技术在食品工业中的应用09食品（4）班雷秋华09102071033摘要：纳米技术是纳米尺度理解、控制和操纵物质世界的一项科学技术，已被广泛应用在原料化工、医药、通讯和能源等领域。综述了纳米技术及其在食品加工、食品包装、食品检测等方面的新应用，简要地提出了其今后的发展前景。关键词：纳米技术；食品加工；食品包装；食品检测纳米技术是20世纪80年代出现的一门新兴技术，目前被广泛地应用到材料、化工、机械、医药、能源等领域，随着纳米技术的日益成熟，它的应用范围也越来越广泛。近年来，纳米技术作为食品加工中的一种高新技术，在该行业中发挥着很大

2、的作用，如食品工艺的优化、新型食品的开发等。本文就纳米技术及其在食品工业上的应用进行了综述，同时也指出了纳米技术存在的一些问题及其应用前景。一、纳米技术的概念纳米（nm）是长度单位，纳米结构通常是指尺寸在100nm以下的微小结构。纳米技术是20世纪80年代末诞生并正在蓬勃发展的一种高新技术。它的内容是在纳米尺寸的范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子而创造新物质。它是研究由尺寸在0.1~100nm物质组成体系的运动规律和相互作用，以及可能的实际应用技术问题的科学技术。二、纳米技术在食品加工中的应用用纳米技术对食物进行分子

3、、原子的重新编程，使得某些物质结构发生改变，从而能大大提高某些成分的吸收率，加快营养成分在体内的运输，提高人体对矿质元素的吸收利用率，延长食品的保质期。目前，利用纳米技术对淀粉、大豆纤维、矿物质和维生素等成分进行纳米化。淀粉经纳米化后，极大改善了它的老化、溶解、膨胀及增稠等性质，提高了淀粉在食品加工上的使用性能。人体对铁的吸收利用与其颗粒度密切相关，将铁粉制成纳米级颗粒后添加到食品中，能进一步提高铁粉的相对利用度，并改善铁粉的其他应用性能。与普通锌制剂相比，纳米锌制剂具有生物活性高、吸收率高、安全性能好，以及能促进其他养分的吸收，促

4、进和调节动物机体代谢等功能。纳米维生素中的脂溶性维生素是亲油性的，又处在胶体分散状态，是一种热力学稳定体系，并且改善了其在体内的药物动力学特性。而纳米级的水溶性维生素可以增加与胃肠道细胞的有效接触面，所以使纳米维生素的吸收率和生物利用率都得到很大提高；此外，纳米维生素的安全性、稳定性、高效价性都是普通单一或复合维生素不可比拟的。三、纳米技术在食品包装中的应用在食品的保存与运输过程中，要求尽量减少加工过程，延长新鲜食品的保质期，从而保证食品的营养、品质与天然风味，并减少“白色”包装垃圾的产生。纳米包装材料在一定程度上可满足以上要求。在

5、食品包装中应用纳米技术具有较大的发展潜力，因为它不仅可以降低成本而且使得产品功能更加多样化。食品包装采用的材料主要是纳米复合材料，是用分散相尺寸为1~1000nm的颗粒或晶体与其他包装材料复合或添加制成的具有纳米级结构单元的纳米复合体。纳米复合材料包括两种成分：一种是无机纳米粒子，另一种是有机聚合物。无机纳米粒子的加入使纳米复合包装材料具有传统包装材料所不具备的特殊性质，比如：加入二氧化硅能够增加包装材料的透光率，加入二氧化钛能够吸收乙烯、抗菌杀毒，加入层状硅后能够降低气体通透性，加入蒙脱石能够增加机械强度、韧性及阻隔性。食品包装中

6、有机聚合物基质可采用聚乙烯、淀粉、聚乳酸、水溶性聚糖或酯类等。根据这些基质材料是否可被生物降解，食品包装材料被分为不可降解性纳米复合材料和可生物降解性纳米复合材料。如果使用的基质是水溶性聚糖或酯类这些材料，还能够制备得到可食性纳米复合材料。四、纳米技术在食品检测中的应用纳米技术与生物学、电子材料相结合，制备出的新型传感器件可用于对食品的快速检测。目前食品检测分析一般采用化学分析法（CA）、薄层层析法（TLC）、气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC），但这些检测法需要繁琐、耗时的前处理，样品损失也较大。相对于灵敏度较低的CA和

7、TLC方法，GC和HPLC的灵敏度较高，但操作技术要求高、仪器昂贵，并不适合现场快速测定及其普及。而纳米材料本身就是非常敏感的化学和生物传感器，与生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加高效、简便。纳米生物传感器已应用在微生物检测、食品检测和体液代谢物监测等方面。所有用于生物传感的纳米材料或器件的结构都有2个特点：①它们含有针对分析物的特定的识别机制，比如抗体或酶；②它们可以从分析物中产生独特的标志信号，并且这种标志信号可以由纳米结构自身产生或者由纳米结构固定的分子或含有的分子产生。纳米生物传感器既可以提高检测的灵敏度，又可以大大减少

8、检测所需的时间。近年来，快速、灵敏地检测出致病菌对食品安全十分重要，必须发展用于食品安全的纳米级传感技术，如快速识别与检测方法能使食品加工企业检测出问题，并在加工过程中取得立竿见影的效果；还有贯穿于从农田到餐桌的食品消费链的食品质量变