納米技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用

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，說明了納米技術(shù)已經(jīng)滲透到我國食品工業(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、成品庫、貯藏庫、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

食品工業(yè)中的納米技術(shù)，在我國還處于基礎(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。

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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)。