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這些用在食品包裝中的納米粉體,都能起什么作用?
2020年09月08日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:118
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新鮮食品要是不加以處理,放在自然環境中很快就會腐爛。所以在超市中,經常能看到許多冷藏的生鮮食品、盒裝熟食、豆制品和切開的水果等,都是用保鮮膜封裝好銷售的。但是對于許多食品,用保鮮膜并不能真的保鮮,還容易滋生細菌和腐爛,比如草莓等水果——但這不代表就沒有辦法進行真正的保鮮,比如說“納米包裝”就是一種極為有效的手段。

粉體應用技術

目前在食物業界,應用納米科技的最主要范疇是食物包裝。納米包裝材料,顧名思義就是運用了納米科技的包裝材料,主要是指將納米粒子添加分散到柔性高聚物中形成聚合物基納米復合材料,使其具有某一特性或功能。研究表明,納米保鮮包裝材料可提高新鮮果蔬等食品的保鮮效果和延長貨架壽命。

納米包裝用了什么材料?

納米復合材料主要包括兩種成分:無機納米材料(如Ag,TiO2,SiO2等)和有機聚合物(如聚乙烯、淀粉、聚乳酸、水溶性聚糖或酯類等)。無機納米粒子使復合包裝材料具有傳統包裝材料所不具備的特殊性質。下面重點講講這些被加入其中的,具備優異的物理化學性能的納米粉體都能起到什么作用。

①納米Ag

納米Ag的保鮮機理來源于該材料對乙烯氧化催化作用的影響,當保鮮包裝材料中加入一定量的Ag納米粉,乙烯的氧化速度被大大加快,使得保鮮效果得到提高。同時,納米Ag具有納米材料特殊的耐光、耐熱、化學穩定等特性,該材料對細菌和霉菌等都表現出很好的抗菌性,且抗菌作用持久。另外,納米Ag不易揮發、溶出,不會因光照引起顏色改變而污染食品也是其得到廣泛應用的原因之一。

②納米TiO2

TiO2是一種在紫外光(340~350 nm)下激發的光催化劑,該材料通過屏蔽紫外線照射阻止肉類食品的自動氧化,從而有效防止因維生素和芳香化合物的破壞而造成食品營養價值流失及腐爛,在食品保鮮包裝領域,該材料具有很廣泛的應用前景。TiO2作為一種新型包裝材料,可降解對環境無污染,在光照射條件下,可粘污塑料或玻璃表面的油污、細菌等。

③納米SiO2

納米SiO2是目前應用比較廣泛的無機非金屬材料之一,該材料具有無毒、無氣味、無污染、表面積大、抑菌性能好等特點,已在食品、生物、醫藥等領域中得到廣泛應用。SiO2可以在表面形成一層致密的納米膜層,通過該膜層上豐富的硅氧鍵對膜內外CO2和O2的交換量進行調節,從而達到抑制果蔬呼吸強度、抑菌保鮮的效果。另外,通過添加納米SiO2可以很好地改善聚合材料的力學性能。

④納米ZnO

納米ZnO是一種可被紫外光(λ≤368 nm)激發的寬帶隙半導體,具有良好的光催化活性。作為一類無機金屬氧化物,ZnO具有廉價、無毒、方便和良好的生物相容性等特點,目前已被廣泛應用于光催化降解有毒有機污染物、太陽能電池等領域。相比于納米TiO2,ZnO具有更高的光催化活性和量子產率,被認為是極具應用前景的高活性光催化劑之一。

⑤納米MMT

蒙脫土(MMT)是一類天然黏土礦物,通過特殊方法對蒙脫土進行改性后,以納米片層的形式與聚合物作用分散在聚合物中,最終形成聚合物納米復合材料。聚合物/層狀硅酸鹽蒙脫土納米復合材料(PLS),是目前新興的一種聚合物基無機納米復合材料,其利用層狀粘土礦物的吸附性、離子交換性和膨脹性等特點,將單體或聚合物嵌入到礦物的層間域而得到的。目前的研究主要集中在聚合物/蒙脫土納米復合材料的制備和表征上,制備方法均采用天然土經有機改性后采取插層復合的方法。由于這種方法只能適用于部分聚合物,故存在很大的局限性。

粉體應用技術

總結

上述的納米材料中,納米Ag的價格比較高,而納米TiO2需要在光催化條件下才有抗菌保鮮效果,所以通過性能、價格和實用性方面的考慮,可以得出這樣的結論,在果蔬儲藏保險領域,推薦使用納米ZnO保鮮材料和納米SiO2保鮮材料。除了這四種經典的納米復合材料外,更多的新型納米復合材料也被證明有抗菌保鮮效果,目前開發具有良好的生物安全性、良好的抗菌保鮮性和經濟實用性的納米復合材料已成為未來研究的熱點。

資料來源:

納米材料在食品包裝中的應用及安全性評價楊龍平,章建浩,黃明明,嚴文靜。

粉體圈NANA整理


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