關于納米材料在食品包裝中的應用及安全性評價

張曉慧 楊鑫如 曹建 馬芮

摘要：伴隨著科技的不斷發展，納米材料越發廣泛的應用到人們的日常生活當中，其有關安全性的問題也逐漸凸顯出來。由于納米材料自身的優勢與特殊效應，使其在食品包裝領域有著極其廣闊的應用前景，恰恰也是由于其自身的特殊效應，使我們不得不重視與面對其生物安全性問題。

關鍵詞：納米材料;食品包裝;應用;安全性評價

引言：

食品包裝是食品工業的眾多環節中最為重要的組成部分之一，食品包裝對于食品質量的提高、食品的貯藏以及品質的穩定效果有著至關重要作用，還可以在一定程度上使食品本身的商業利用價值大大增加。就食品包裝而言，包裝材料一直都是食品安全領域的重點研究項目。

一、納米材料在食品包裝中的主要應用

（一）納米二氧化鈦

二氧化鈦自身具有著色和抗氧化的重要作用，因此經常應用于包裝材料的生產當中。納米二氧化鈦是一種光催化半導體，若是處在紫外光的強烈照射下會產生具有高還原性電子以及高氧化物空穴，所產生的空穴可以將納米二氧化鈦表面的水與氧化物轉化為具有較強氧化程度的羥基自由基，從而對于二氧化鈦表層的微生物細胞帶來一定損傷，自然而然就可以對微生物繁殖與生長的作用進行一定的阻礙。我國曾甄選質量純正的納米二氧化鈦殼聚糖結合中草藥制劑，從而形成一種防水效果較強的復合膜，并且這種復合膜可以降低水果內部水分的增加，也可以防止內外部氣體流通，這對于食品的保險效果十分有效。二氧化鈦還可以預防紫外光的照射，從而有效的防止食品出現氧化還原等狀況，也可以避免食品由于包裝的原因造成腐爛進而流失食品本身的營養價值。也進一步延長了食品儲存的時間。

（二）納米銀

通過對納米技術的研究，很多無機抗菌材料都被研發出來。其中納米銀離子就是現階段研發出來的一種新型復合材料，和普通的銀離子以及無機抗菌型材料相比較而言，納米銀自身具有更為穩定的生物學、物流特征，抗菌效果也是非常出色。據相關研究證明，納米銀在光的接觸與催化之下可以代替一定程度的抗菌效果，這種納米銀離子粒徑與性能之間的關系較為緊密，抗菌性能會隨著粒徑的減少不斷增加。就算極為細小的納米銀也可以發揮出強大的抗菌殺毒效果，甚至可以在很短的時間內將上百種細菌殺光。在現階段科學技術飛速發展的過程中，不管是衛生保健行業還是食品包裝行業都在選擇抗菌材料中更多的青睞于納米銀。將具有高強抑菌效果的納米銀抗菌里使用在骨質餐飲用具的表面，由于表面難溶于銀鹽就會促使釋放銀離子，所以可以對正常的細菌結構以及代謝功能進行破壞，可以有效降低餐具上滋生霉菌、細菌以及其他病菌的幾率，也可以有效避免細菌之間的交叉感染，讓餐具具有高效長時的抗菌能力，而納米銀在公共場所的餐飲領域具有良好的發展前景以及商業價值。

（三）納米黏土使用在食品包裝材料

納米蒙脫土是極具潛力的納米材料，其本身也屬于無機納米黏土的一種，這種納米黏土的生產成本很低，或是降該類黏土應用到高分子材料當中設立不僅可以進一步提高復合材料的性能與效果，而且對于食品包裝增強高聚物納米復合材料的使用水平十分有利。20世紀末，納米黏土就已經開始應用在食品包裝領域，那個時代的研究者也都開始對于黏土納米復合材料慢慢產生重視。例如，納米蒙脫土使用在 PE 醇基納米復合膜包裝中，對其自身的效果與性能的影響進行研究，研究人員發現納米蒙脫土的使用量會對復合包裝膜本身帶來一定的影響。利用新型的表面處理器對納米高嶺土表面進行處理，之后再和聚乙烯進行融合處理，這樣制作出來食品包裝膜不管是從摩擦因數的角度還是從力學性能的角度來看都遠遠高于聚乙烯膜。

（四）其他納米材料應用于在食品包裝材料

納米材料使用在食品包裝中的例子有很多，除了 上述幾種還有納米石墨烯、納米碳酸鈣等：1、根據相關研究表明，將碳酸鈣應用到包裝材料中可以有效延長食品的報銷貯藏時間。2、借助蜂蠟和納米 α- 三氧化二鐵改性后的聚乙烯醇，這樣生產出來的復合包裝材料，可以使物品除外見光的環境下進一步提高抑制細菌的作用。3、納米石墨烯是一種高氣體阻隔性、高透明性的新型碳材料，如果運用在包裝材料中，可以有效提升聚合物的阻隔作用。

二、納米復合食品包裝材料的安全評價

納米材料的化學組成、尺寸大小、表面結構以及溶解性等都可以對生物學的效應產生一定的影響。雖然現階段關于納米顆粒在聚合物薄、玻璃、紙張、陶瓷等包裝材料中遷移的研究非常少，但是于消費者來說，食品包裝材料中始終讓人更關注的還是關于納米顆粒的安全問題。想要驗證納米材料的安全性能，可以利用動物體內的經口毒性試驗或者體外細胞毒性試驗得到證實。納米科技對于生物體的毒性表現可以劃分為兩種各不相同的癥狀，一種毒性效應是與納米科技的組成不相匹配，是通過納米科技而釋放出大量的活性氧物質，而該物質在生物體內會呈現出毒性反應;另外一種毒性效應與納米顆粒的組成相匹配，如某些金屬氧化物納米顆粒在生物體內與蛋白相結合，會致使蛋白功能產生異常，而某些像碳納米管、金屬合金等也直接或間接表現為基因毒性。現階段，國內國外有很多就常用納米材料的安全性進行研究與探討的課題，但是得到的試驗結論卻大不相同，甚至是結果完全背離。因此對于納米材料的安全性迄今為止仍舊沒有較為具體明確的結論。

三、結束語

伴隨著納米技術的不斷發展，納米材料的食品保鮮、阻隔細菌等方面的應用成為了眾多研究人員研究的課題。納米材料對于食品和食品包裝的影響具體表現為：納米材料對于包裝材料的熱學、力學以及光吸收率等具有一定的影響;納米材料可以進一步抑制微生物的滋生，延長食品的保鮮貯藏時間;納米材料可以在維持產品的品質同時更好的延長產品保質期。納米材料的安全性仍然需要得到進一步的研究與證實，納米材料在食品包裝過程中遷移規律及納米材料在細胞內的生物毒性是未來研究的熱點。

參考文獻：

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[4]郭筱兵， 丁利， 李節，等. 納米包裝材料及其安全性評價研究進展[J]. 食品與機械， 2013（5）：249-251.

作者簡介：

作者姓名：張曉慧，出生日期：1998.09.26，性別：女，籍貫：遼寧省大連市瓦房店市，專業：食品科學與工程，學校（單位）：大連工業大學

2作者姓名：楊鑫如，出生日期：1998.10.19，性別：女，籍貫：遼寧省沈陽市，專業：食品科學與工程，學校（單位）：大連工業大學

3.作者姓名：曹建，出生日期：1997.02.28，性別：女，籍貫：遼寧省北票市，專業：包裝工程，學校（單位）：大連工業大學

4.馬芮，1998.04.08，女，遼寧省，食品科學與工程，大連工業大學