纳米技术与采后果蔬保鲜

纳米技术在采后果蔬保鲜中的研究进展

摘要:果蔬为人类提供多种营养素，如维生素、矿物质和生物活性物质等，但新鲜果蔬采后易腐烂变质，造成了很大的经济损失。采后贮藏技术如纳米技术可以有效地延缓采后水果的品质变化，就纳米技术在采后果蔬保鲜中的研究进展进行了综述。概述了纳米微粒在常态下能表现出普通物质不具有的特性, 以及纳米技术与纳米材料在食品保鲜中的应用, 重点介绍了常见纳米包装材料、纳米复合涂抹技术在果蔬贮藏保鲜中的应用, 并概述了纳米包装材料、纳米涂膜保鲜剂在采后果蔬保鲜中的开发与应用，纳米技术在果蔬中大分子物质纳米表征中的应用，以及纳米技术在采后果蔬致病菌检测方面的应用，并讨论了其安全性与应用前景。由此可见，纳米技术在采后果蔬保鲜领域中具有广阔的发展前景。

关键词: 纳米技术食品采后果蔬贮藏前景

Application of nanotechnology in post-harvest fruits and vegetables

Abstract: Fruits and vegetables provide a variety of nutrients for human beings including vitamins, minerals and bioactive products, but post-harvest fresh fruits and vegetables are perishable, easy to lose great economic value. Post-harvest technology such as nanotechnology has been proved to delay the deterioration of fruits effectively. In this paper, application of nanotechnology in the post-harvest fruits and vegetables are reviewed. This paper introduces the nano-packaging materials, nano-coating agents in preservation of post-harvest fruits and vegetables, the development and application of nanotechnology in macromolecular characterization and pathogen detection for fruits and vegetables. The unique characteristics of nano-particles in the normal situation are quite distinct from the general material, which make the nano-materials and nanotechnology great potential with much attention and widely use in food industry. The article narrates the usage of nanotechnology and nano-materials in the process of the food fresh keeping. It also emphatically introduces some common nanometer compounded spread technology in the vegetable and fruit fresh keeping. The safety and the future of nanotechnology are also discussed in this paper. Nanotechnology is very promising to be applied broadly in post-harvest preservation of fruits and vegetables.

Key words:nanotechnology; food; fruit and vegetable preservation; post-harvest

目前, 较为先进的贮藏保鲜技术主要有冷藏保鲜、临界低温保鲜、防腐保鲜剂保鲜、臭氧气调保鲜、气调保鲜等。其中气调保鲜因为使用高纯度的惰性气体, 成本非常高[1]。低温贮藏成本高、能耗大、质量不稳定, 而且像茄子等原产热带、亚热带的果蔬不能在低温条件下贮藏, 只能在亚低温条件下贮藏, 否则容易发生冷害, 造成重大的经济损失,而病菌在亚低温条件下繁殖较快, 致使果蔬在贮藏期间经常发生严重腐烂现象。因此, 探索高效、低成本、稳定的贮藏保鲜技术是所有相关领域研究人员共同的目标[2]。Zhang Zhi- kun 等 ( 1997) , R WSiegel等( 1993)指出, 纳米技术的使用正好满足了这种需要。纳米材料具有抗菌杀毒、低透氧率、低透湿率、阻隔二氧化碳、吸收紫外线、自洁功效与良好的阻隔性及力学性能等优良特性。在涂膜剂中加入纳米材料能有效地延长果蔬贮藏保鲜寿命。纳米技术在果蔬贮藏保鲜过程中, 将发挥不可估量的作用。现将纳米技术用于果蔬贮藏保鲜的几个方面，本文以采后领域为例，介绍纳米技术在采后果蔬保鲜中的应用。

1 纳米技术简介

关于纳米

纳米(Nanometer, nm)是一种几何尺寸的度量单位, 1 纳米为百万分之一毫米, 即1毫微米。1 m的十亿分之一为1 nm。纳米结构是指尺寸在100 nm以下的微小结构，根据量子物理学定律在这个范围内可以观察到新物性。当物质小到1~100 nm时，其巨大的表面积和界面效应使物质呈现出许多既不同于宏观物体也不同于单个原子的特殊现象。纳米级结构材料简称为纳米材料，指某些材料在纳米尺度(1~100 nm)下具有特殊的性质，如比表面效应、界面效应、小尺寸效应和宏观量子效应等使纳米体系的光、电、热、磁等的物理性质与常规材料不同，出现许多新奇特性。

关于纳米技术

1.2.1 纳米技术是一项综合性技术

它是在纳米尺度范围内，研究电子、原子和分子的内在结构和特征，并用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术。纳米技术的研究使人类在改造自然方面进入了崭新的原子、分子的纳米层次。纳米技术的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。一般而言，纳米技术包括表征、操纵或利用材料在纳米尺度下的特异性质改善产品特性等。而Journal of Food Science规定食品科学领域的纳米级研究指研究对象(食品或非食品，如包装材料)在至少一个尺度上(如长、宽或高)的大小为1~100 nm。近年来，纳米技术的不断发展与成熟为农业和食品领域的发展提供了一个新的战略平台。纳米技术开始应用于食品科学各个领域，如纳米包装材料、纳米食品添加剂、纳米检测仪器以及定向输送食品活性或功能组分到体内组织器官等。A HPer ( 1991) , J P Michael ( 2004) , MC Roco ( 2004) 指出, 纳米技术从20世纪90年代初得到迅速发展, 是一门基础研究与应用研究多学科交叉的科学, 其中充满了原始创新的机遇, 许多国家把纳米技术作为前瞻性、战略性、基础性、应用性重点研究领域。

1.2.2 纳米材料的应用简介

T Joseph 等 ( 2006) 研究结果认为, 运用纳米技术可以在原子、分子的水平上设计制造出具有全新性质和各种功能的材料。近年来, 纳米技