纳米技术在食品中的应用与安全性问题

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1、纳米技术在食品中的应用和安全性问题黄健梁慧刚刘清中国科学院国家科学图书馆武汉分馆湖北省武汉市武昌区小洪山西25号430071摘要：纳米技术的飞速发展丰富了人类的生活，纳米技术和纳米材料在食品产业中得到了广泛地应用。但是由于食品是种特殊的商品，与人体的健康息息相关，因此纳米技术和纳米材料在食品中的应用是否会对人体造成不良的影响得到了多方面的关注，以下就纳米技术在食品中的应用和安全性问题做个简述，希望能够对我国的相关工作提供参考。一、简介纳米（nanometer，nm），是一种长度单位，1nm是1m的十亿分之一；纳米技术，指研究对象在0.1－1

2、00nm尺度上的特定性质，以及如何应用这些特性到具体的产品中。纳米食品有广义和狭义之分，从广义来说，在食品生产加工和包装中，利用了纳米技术的都可以称为纳米食品；从狭义来说，只有对食品成分本身利用纳米技术改造和加工的产品，才称得上是纳米食品。目前所谓的纳米食品均为广义上的纳米食品，主要集中在食品包装中利用纳米技术延长货架期。食品工业专家预言，纳米技术将会以多种方式对消费性产品产生巨大影响。大多数审查过纳米技术用途的科学委员会得出结论，认为消费者很可能会受益于这项技术，但必须要有新的数据和新的量度方法来确保可对使用纳米技术的所有产品的安全性做出

3、适当评估。必须掌握有关信息，说明游离工程纳米粒子的生物累积以及吸入和摄取游离工程纳米粒子潜在的毒性效应及其对公共卫生的长期影响。对于最终处理这些材料对环境产生的后果，也需要进行认真评价。二、纳米技术在食品工业中的应用目前食品工业正在努力将纳米技术用于从农庄到餐桌的全过程，现已用于食品包装领域。由专业咨询公司HelmutKaiser进行的调查研究预测，纳米食品的市场将从2004年的26亿美元发展到2010年的204亿美元。该调查报告认为，到2010年，亚洲将成为纳米食品的最大市场。由此可见，纳米技术在食品产业有巨大的发展潜力，纳米食品加工、纳

4、米包装材料、纳米检测技术等方面的研究尤为活跃，成为纳米技术在食品工业应用的研究热点。2.1在食品包装材料上的应用运用纳米技术研发的包装系统可以修复小的裂口和破损，可以适应环境的变化，并且能在食品变质的时候提醒消费者。此外纳米技术可以改进包装的渗透性、提高阻隔性、改进抗损和耐热，形成抗菌表面，防止食物发生变质。在食品包装领域，近几年来，国内外研究最多的纳米材料是聚合物基纳米复合材料(PNMC)，即将纳米材料以分子水平(10nm数量级)或超微粒子的形式分散在柔性高分子聚合物中而形成的复合材料。常用的聚合物有PA、PE、PP、PVC、PET、LC

5、P等；常用的纳米材料有金属、金属氧化物、无机聚合物等三大类。目前根据不同食品的包装需求，已有多种用于食品包装的PNMC面市，如纳米Ag/PE类、纳米TiO2/PP类、纳米蒙脱石粉/PA类等，其某些物理、化学、生物学性能有大幅度提高，如可塑性、稳定性、阻隔性、抗菌性、保鲜性等，在啤酒、饮料、果蔬、肉类、奶制品等食品包装工业中也已开始大规模应用，并取得了较好的包装效果。2.2在食品机械上的应用纳米技术在食品机械中的应用主要是作为食品机械的润滑剂、纳米磁致冷工质和食品机械原材料中橡胶和塑料的改性。食品机械工作环境恶劣，对润滑剂要求较高，而通常润滑

6、剂易损耗、易污染环境。磁性液体中的磁性颗粒尺寸仅为10nm，因此不会损坏轴承，而基液亦可用润滑油，只要采用合适的磁场就可以将磁性润滑油约束在所需的部位，保证了机器的正常运转。纳米磁致冷工质食品冷冻和冷藏设备又开辟了新的途径。它与通常的压缩气冷式致冷方式相比具有节能、环保、高效等特点。橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。新的纳米改性橡胶与传统橡胶相比各项指标均有大幅度提高，尤其抗老化性能可提高3倍，使用寿命长达30年以上，且色彩艳丽，保色效果优异。2.3在食品检测上的应用纳米材料本身就是非常敏感的化学和生物传感器，纳米技术与生物学、电

7、子材料相结合，可以制备新型的传感器件。例如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两个特点：第一，它们含有针对分析物的特定的识别机制，比如抗体或酶；第二，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。美国乔治亚大学与韩国食品研究所的联合研究团队发现了一项新颖高效的探测食源性病原菌沙门氏菌的方法。他们研制出一个金/硅基于异质结构纳米棒技术的沙门氏菌探测传

8、感器。这项新颖的纳米传感器可以被广泛应用于食品工业、食品安全检测机构、政府食品质检安全机构和从事食品与生物安全的研究人员。2.4纳米食品纳米技术对食物进行分子、原子的重新编程，某