纳米技术在食品中的应用和安全性问题

目录

引言 (2)

1、纳米技术和纳米食品的定义 (2)

1.1纳米技术的定义 (2)

2、纳米技术在食品行业的应用 (3)

2.1 在食品包装材料上的应用 (3)

2.1.1纳米保鲜性包装材料 (3)

2.1.2 纳米韧性包装材料 (3)

2.2.纳米材料在食品机械中的应用 (3)

2.3. 在食品检测上的应用 (7)

2.4. 纳米功能食品 (5)

2.4.1纳米淀粉 (5)

2.4.2 纳米维生素 (5)

2.4.3 纳米硒 (5)

2.4.4 纳米钙 (6)

3、纳米技术的安全性及发展 (6)

3.1 食品纳米技术的安全性 (6)

3.2 影响食品纳米技术发展的关键问题 (7)

3.3 各国研发动态 (8)

纳米技术在食品中的应用和安全性问题

摘要：纳米技术是在纳米尺度理解、控制和操纵物质世界的一项新技术，已在材料、化工、医药、食品等领域得到了广泛的应用。本文介绍了食品纳米技术与纳米食品，综述了纳米技术在食品包装、加工与食品机械等方面的应用，并对纳米食品潜在的食品安全问题进行了探讨。

关键词：纳米技术纳米食品应用安全

Application of nanotechnology on food industry and safety issues

Abstract：Nanotechnology was a new technology of understanding，controlling，and manipulating matters at the nanoscale. It had been widely used in the troduction on food nanotechnology and nano-food. Application fields of materials，chemical industry，medicine，food，and so on. This paper had a brief introduce nanotechnology on food packing，processing and food machinery was summarized. The potential safety issues of nano-food were still discussed.

Key words：Nanotechnology nano-food nanoscale packing materials safety

引言

纳米技术是20 世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术，随着研究的深入和科学的发展，纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域，近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业，在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品，纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。

目前纳米技术在食品行业的应用主要以纳米包装和经过纳米技术改造的食品为主，例如纳米钙、纳米硒等矿物质制剂、纳米维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。与其他国家一样,虽然我国的纳米技术在食品科学领域还处于基础研究阶段,但是它已渗透到食品工业的某些领域。其中微量元素的纳米化技术,以其易吸收、低毒副作用等优势,逐渐在保健食品科学领域得到推广与应用。

1、纳米技术和纳米食品的定义

1.1纳米技术的定义

纳米是一种几何尺寸的度量单位，l纳米为百万分之一毫米，即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20 世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学等新型学科。纳米技术就是一种多学科的交叉技术，最终实现利用纳米结构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此，利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。

纳米技术领域被认为是21世纪最具有前途的科研领域，将为人类提供新颖并具有特定功能的产品。专家预言，纳米技术将会带来一次技术革命。纳米技术在食品工业中的应用虽然处于起始阶段，但是随着纳米技术的发展，将会引发一场新的食品科学的革命，也会使人们的

饮食结构和生活方式发生巨大的变化。

2、纳米技术在食品行业的应用

2.1 在食品包装材料上的应用

与传统包装材料相比，纳米包装材料的结构体系更加细微、更加分散，会因为纳米颗粒的颗粒效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得纳米包装材料具有传统复合包装材料无法比拟的一些特殊性能：“①较高的机械性能，纳米包装材料具有较高的强韧性、耐磨性和可塑性，作为包装材料，可靠性更好、使用寿命更长；②优异的物理化学性能，纳米微粒由于粒径小、比表面积大，具有奇异或反常的物理、化学性能，如高耐热性、好的光泽和透明度、高阻隔性、抗磁防爆等特性，可用于特种包装如耐蚀包装、防静电防电磁包装、防火防爆包装、迷彩包装、隐身包装、危险品包装等；③优良的加工性能，由于纳米包装材料具有较高的弹性、韧性和屈挠度等，在吹塑、压延、浇铸、注塑等成型中表现出较好的加工性能；这些优良性能决定了纳米包装材料在包装领域的广泛应用。研究表明，纳米包装材料性能比普通包装包装材料（如抗菌性、稳定性阻隔性和保鲜性等）有很大提高。”氧化锌能强烈吸收紫外线，微米尺寸氧化锌能将散射光波呈现白色，如果将这些粒子尺寸减小到50 nm甚至更小，整个系统将会变得透明，但仍然能够强烈吸收紫外线，减少尺寸并不削弱它的吸收能力。因此在食品包装材料中添加纳米氧化锌颗粒，可以防止紫外线，避免食品成分因阳光照射而发生变化。

目前根据不同食品的包装需求，纳米研发领域已有多种纳米包装出现。

2.1.1纳米保鲜性包装材料

随着人们对生活质量要求的不断提高，新鲜果蔬的远距离运输越来越多，对能够延长新鲜果蔬保存期的保鲜性包装材料的需求越来越大，因此国内外都加强了新型纳米保鲜性包装材料的研究开发。Bayer公司生产了一种透明的，含有粘土纳米颗粒的Durethan纳米塑料薄膜，纳米颗粒均匀地分布在塑料中，从而使该薄膜包裹的鲜肉或其他食品接触不到外界的氧气，二氧化碳和水分并且薄膜中的粘土纳米颗粒还使得薄膜质量更轻、更强韧、更耐热[1]。同时，一些公司例如Nanorocor，Amcol等[2]生产出来的一种纳米塑料啤酒瓶，该纳米塑料啤酒瓶通过纳米晶体包埋于塑料中，形成分子隔离，防止氧气逸出，用该塑料啤酒瓶罐装啤酒的啤酒货架期可以达到6个月。美国新泽西的研究人员正在进一步研究一种智能包装，该包装材料通过纳米技术建立起生物开关，在食物开始变质之前能释放防腐剂, 从而能根据需要释放防腐剂[3]。

2.1.2 纳米韧性包装材料

传统的陶瓷容器与玻璃容器具有无毒、密封性好和表面光美观等优点，已经在包装产业中占有重要地位，但是由于存在易碎、质量重、不便搬运的缺点，因而被部分金属包装所取代。但近些年来，美国等国家将纳米微粒加入陶瓷或玻璃中，得到了极富有韧性的陶瓷材料；国内扬子石化研究院[4]研制成功的纳米聚丙烯复合材料，是在聚丙烯基料中加入一定的纳米材料，使其聚集态及结晶形态发生改变，从而使它具有了新的性能。这种以注塑级塑料为基础的纳米聚丙烯产品，保持了原有刚性，并且韧性有了大幅度提高，是国内首创，用这种材料制成的箱包既坚硬又不容易碎裂。

2.2.纳米材料在食品机械中的应用

纳米材料在食品机械中的应用主要是作为食品机械的润滑剂、食品机械原材料中橡胶和塑料的形状改进。食品机械工作环境恶劣，对润滑剂要求普遍较高，而通常润滑剂易损耗、且易