摘 要:文章概述了納米技術(shù)的概念及興起的意義,同時(shí)介紹了該技術(shù)在食品加工、食品包裝及食品檢測(cè)中的應(yīng)用,說(shuō)明了納米技術(shù)已經(jīng)滲透到我國(guó)食品工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,將使人們的飲食結(jié)構(gòu)得到改善,為健康生活帶來(lái)保障。
關(guān)鍵詞:納米技術(shù);食品工業(yè);應(yīng)用
1 納米技術(shù)
納米技術(shù)(nanotechnology)是在80年代末誕生并正在蓬勃發(fā)展的一種高新科技,是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù),研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。它是以現(xiàn)代科學(xué)(介觀物理、混沌物理、量子力學(xué)、分子生物學(xué))和現(xiàn)代技術(shù)(微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、核分析技術(shù))為基礎(chǔ),納米科學(xué)技術(shù)還會(huì)引發(fā)一些其他科學(xué)技術(shù)。
納米技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著人類科學(xué)技術(shù)已進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代--人類改造自然的能力已延伸到原子、分子水平。在原子、分子的水平上,人們利用納米技術(shù)可以設(shè)計(jì)并制造出具有各種新功能的物品或食品。食品工業(yè)中的納米技術(shù)通過(guò)對(duì)食物原料的加工或組合,可生產(chǎn)出有益于人體健康或延長(zhǎng)人體壽命的食品。
2 食品工業(yè)中的納米技術(shù)
2.1 納米食品
納米食品是指運(yùn)用納米技術(shù)對(duì)人類可食的天然物和合成物及生物生成物等原料進(jìn)行加工制成的粒徑小于100nm的食品。經(jīng)超微細(xì)加工后的食品,即可提高吸收率,又可延長(zhǎng)保質(zhì)期。如:(1)納米鈣,與常規(guī)大顆粒碳酸鈣相比,經(jīng)過(guò)納米技術(shù)處理的碳酸鈣超微粉,具有更強(qiáng)的親水性,碳酸鈣分子化學(xué)性質(zhì)更活潑,從而使碳酸鈣超微粉更易被人體吸收利用。(2)納米淀粉,經(jīng)過(guò)納米技術(shù)處理的淀粉,口感更加細(xì)膩爽滑,在某些食品行業(yè)可以代替脂肪,便于生產(chǎn)低脂食品。(3)納米固醇,納米技術(shù)處理后的植物固醇,在一定溫度下,將其均勻地加入到人造黃油中,即可很好的溶解于水和脂肪中。同樣,通過(guò)該技術(shù)還可以在色拉油、酸奶或冰淇淋等食品中加入植物固醇。
2.2 納米濾膜
納米濾膜即用納米材料做成孔徑不同的孔道,以便用于分離分子結(jié)構(gòu)存在微小差別的多組分混合物。
在分離玉米淀粉時(shí),利用納米濾膜可以將黃酮類、濃縮香菇多糖等有生物活性的功能因子進(jìn)行濃縮并分離。也可運(yùn)用該技術(shù)提取和分離牛乳中的免疫球蛋白,還可用于菜籽、小麥、花生、大豆、芝麻蛋白的分離提取,也可用于澄清果蔬汁。
隨著納米技術(shù)的發(fā)展,新的納米濾膜具備了超強(qiáng)的過(guò)濾能力,利用成本低的納米濾膜,不僅可以直接凈化水源、清除環(huán)境污染,還可將海水凈化為飲用水。
2.3 納米抗菌材料
納米抗菌材料具有殺死和阻止細(xì)菌發(fā)育,防止各種微生物生長(zhǎng)的功能。其核心成份是抗菌劑,同時(shí)具備抑菌和殺菌雙重功效,而且抗菌作用的持久性和安全性更強(qiáng)。利用此特性,用納米材料做成的冰箱可以抗菌,并可延長(zhǎng)食品的保藏期限;利用納米材料做的無(wú)菌餐具也已面世。
根據(jù)納米抗菌材料對(duì)微生物的作用機(jī)理不同可分為兩類:一類是光催化半導(dǎo)體材料,利用光催化作用與H2O或OH-反應(yīng)生成一種具有強(qiáng)氧化性的羥基而殺死病毒。如納米氧化鋅、二氧化鈦等材料。另一類是抗菌活性金屬材料,如銀系無(wú)機(jī)抗菌材料,其利用Ag+可使細(xì)胞膜上的蛋白失活而殺死細(xì)菌;將納米抗菌材料制成的納米涂料涂在食品企業(yè)的加工車間、原料庫(kù)、成品庫(kù)、貯藏庫(kù)、裝運(yùn)箱等的內(nèi)、外表面上,能阻止油污、水及灰垢的存留,從而防止外界對(duì)食品的污染。
2.4 納米包裝材料
某研究所的研究人員在聚合釜中加入納米級(jí)的有機(jī)蒙脫石與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)單體,成功地制成了納米塑料。添加少量納米蒙脫石粒子,PET耐熱性、強(qiáng)度和阻隔性就會(huì)發(fā)生明顯地改變,但透光性不變,并且熱變形溫度會(huì)提高3℃,有利于在啤酒灌裝過(guò)程中進(jìn)行高溫巴氏消毒。實(shí)驗(yàn)證明,裝在納米塑料瓶中保存了半年之后的啤酒,其口味與新鮮啤酒口味幾乎相同。檢測(cè)表明,用納米塑料容器盛裝的肉類、酒類、飲料類和奶酪制品的保質(zhì)期可達(dá)30個(gè)月;而用普通塑料瓶包裝的啤酒,其保質(zhì)期僅為1個(gè)月。
2.5 納米紫外線屏蔽材料
紫外線殺菌技術(shù)可應(yīng)用于食品工業(yè),但是高能量的紫外線照射后,有時(shí)會(huì)破壞食品中的維生素和芳香化合物,有時(shí)會(huì)引起食品中的油脂氧化、高分子材料老化、色素分解等成份的改變,從而導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)。因而,將納米無(wú)機(jī)超微粒子紫外線吸收劑(氧化鋅、氧化鐵、二氧化鈦等)添加到包裝材料中,可以取代目前食品工業(yè)中紫外線殺菌方法,如將0.1~0.5%的納米二氧化鈦添加到食品包裝材料中,即可使食品保鮮,又可避免紫外線對(duì)食品的破壞作用。
2.6 在食品檢測(cè)中的應(yīng)用
在食品的儲(chǔ)存、加工和運(yùn)輸過(guò)程中,生物性污染和化學(xué)性污染是引起食品腐敗變質(zhì)的主要因素,因而,食品行業(yè)急需高效、快速、簡(jiǎn)便的食品檢測(cè)手段。
某大學(xué)的研究人員研制出一種生物納米傳感器,可用于農(nóng)場(chǎng)、食品加工廠甚至消費(fèi)者。是將計(jì)算機(jī)硅晶片與生物蛋白相結(jié)合,用于檢測(cè)并標(biāo)記食品中化學(xué)污染物及病毒。整套傳感器不僅具有很高的敏感度,而且還具有簡(jiǎn)單的生物計(jì)算機(jī)功能。因此它既可以檢測(cè)食品中的生物或化學(xué)污染物,還可以處理及存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。
3 結(jié)束語(yǔ)
食品工業(yè)中的納米技術(shù),在我國(guó)還處于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究階段,但是它己滲透到食品工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著納米科技的發(fā)展,即將出現(xiàn)一場(chǎng)新的食品工業(yè)革命,在帶給人們營(yíng)養(yǎng)、建康的納米食品的同時(shí),也會(huì)引起人們生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的巨大變化。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:韓永霞(1978-),女,內(nèi)蒙古包頭市達(dá)茂旗人,碩士學(xué)位,講師,研究方向?yàn)槭称芳庸づc檢測(cè)。