纳米技术在食品工业中的应用

1、纳M技术在食品工业中的应用09食品(4)班雷秋华09102071033摘要：纳M技术是纳M尺度理解、控制和操纵物质世界的一项科学技术，已彼广泛应用 在原料化工、医药、通讯和能源等领域。综述了纳何技术及其在食品加工、食品包装、食 品检测等方面的新应用，简要地提出了其今后的发展前景。关键词：纳M技术；食品加工；食品包装：食品检测纳M技术是20世纪80年代出现的一门新兴技术，目前被广泛地应 用到材料、化工、机械、医药、能源等领域，随着纳M技术的日益 成熟，它的应用范围也越来越广泛。近年来，纳M技术作为食品加 工中的一种高新技术，在该行业中发挥着很大的作用，如食品工艺 的优化、新型食品的开发等。本文就

2、纳M技术及其在食品工业上的 应用进行了综述，同时也指出了纳M技术存在的一些问题及其应用 前景。、纳M技术的概念纳M (nm)是长度单位，纳M结构通常是指尺寸在100 nm以下的 微小结构。纳M技术是20世纪80年代末诞生并正在蓬勃发展的一 种高新技术。它的内容是在纳M尺寸的范围内认识和改造自然，通 过直接操作和安排原子、分子而创造新物质。它是研究由尺寸在 0.1-100 nm物质组成体系的运动规律和相互作用，以及可能的实际 应用技术问题的科学技术。二、纳M技术在食品加工中的应用用纳M技术对食物进行分子、原子的重新编程，使得某些物质结构 发生改变，从而能大大提高某些成分的吸收率，加快营养成分在体

3、 内的运输，提高人体对矿质元素的吸收利用率，延长食品的保质 期。目前，利用纳M技术对淀粉、大豆纤维、矿物质和维生素等成 分进行纳M化。淀粉经纳M化后，极大改善了它的老化、溶解、 膨胀及增稠等性质，提高了淀粉在食品加工上的使用性能。人体对 铁的吸收利用与其颗粒度密切相关，将铁粉制成纳M级颗粒后添加 到食品中，能进一步提高铁粉的相对利用度，并改善铁粉的其他应 用性能。与普通锌制剂相比，纳M锌制剂具有生物活性高、吸收率 高、安全性能好，以及能促进其他养分的吸收，促进和调节动物机 体代谢等功能。纳M维生素中的脂溶性维生素是亲油性的，又处在 胶体分散状态，是一种热力学稳定体系，并且改善了其在体内的药 物

4、动力学特性。而纳M级的水溶性维生素可以增加与胃肠道细胞的 有效接触而，所以使纳M维生素的吸收率和生物利用率都得到很大 提高；此外，纳M维生素的安全性、稳定性、高效价性都是普通单 一或复合维生素不可比拟的。三、纳M技术在食品包装中的应用在食品的保存与运输过程中，要求尽量减少加工过程，延长新鲜食 品的保质期，从而保证食品的营养、品质与天然风味，并减少“白 色”包装垃圾的产生。纳M包装材料在一定程度上可满足以上要 求。在食品包装中应用纳M技术具有较大的发展潜力，因为它不仅 可以降低成本而且使得产品功能更加多样化。食品包装采用的材料 主要是纳M复合材料，是用分散相尺寸为1 lOOOnm的颗粒或晶体 与

5、其他包装材料复合或添加制成的具有纳M级结构单元的纳M复 合体。纳M复合材料包括两种成分：一种是无机纳M粒子，另一 种是有机聚合物。无机纳M粒子的加入使纳M复合包装材料具有 传统包装材料所不具备的特殊性质，比如：加入二氧化硅能够增加 包装材料的透光率，加入二氧化钛能够吸收乙烯、抗菌杀毒，加入 层状硅后能够降低气体通透性，加入蒙脱石能够增加机械强度、韧 性及阻隔性。食品包装中有机聚合物基质可采用聚乙烯、淀粉、聚 乳酸、水溶性聚糖或酯类等。根据这些基质材料是否可被生物降 解，食品包装材料被分为不可降解性纳M复合材料和可生物降解性 纳M复合材料。如果使用的基质是水溶性聚糖或酯类这些材料，还 能够制备得

6、到可食性纳M复合材料。四、纳M技术在食品检测中的应用纳M技术与生物学、电子材料相结合，制备出的新型传感器件可用 于对食品的快速检测。目前食品检测分析一般采用化学分析法 （CA）、薄层层析法（TLC）、气相色谱法（GC）、高效液相色 谱法（HPLC）,但这些检测法需要繁琐、耗时的前处理，样品损失 也较大。相对于灵敏度较低的CA和TLC方法，GC和HPLC的灵 敏度较高，但操作技术要求高、仪器昂贵，并不适合现场快速测定 及其普及。而纳M材料木身就是非常敏感的化学和生物传感器，与 生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加高效、简便。纳M生物 传感器已应用在微生物检测、食品检测和体液代谢物监测等方面。

7、所有用于生物传感的纳M材料或器件的结构都有2个特点：它们 含有针对分析物的特定的识别机制，比如抗体或酶；它们可以从 分析物中产生独特的标志信号，并且这种标志信号可以由纳M结构 自身产生或者由纳M结构固定的分子或含有的分子产生。纳M生 物传感器既可以提高检测的灵敏度，又可以大大减少检测所需的时 间。近年来，快速、灵敏地检测岀致病菌对食品安全十分重要，必 须发展用于食品安全的纳M级传感技术，如快速识别与检测方法能 使食品加工企业检测出问题，并在加工过程中取得立竿见影的效 果；还有贯穿于从农田到餐桌的食品消费链的食品质量变化管理的 传感器。另外，开发用于纳M传感器和生物传感器样品的制备技术 要求严格

8、。现在QCMDNA传感器已用于对典型的食品致病菌的检 测；纳MDNA传感器也用于对转基因大豆产品的检测。在食品检测 中，纳M仿生技术在理解和识别病原体、检测食物腐败等方面具有 潜在的应用前景。已通过模仿生物体而研制出了 “电子鼻”和“电 子舌”，具有化学敏感性的“电子舌”可用于检测小含量的化学污 染，识别食物和水中的杂质，控制食品风味质量；“电子鼻”可以 识别食物中病原体产生的挥发性物质，从而判定食物是否腐败变 质。五、纳M技术在食品工业中的应用前景纳M技术被认为是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和装置。专家预言，纳M技术将会带来 一次技术革命。纳M技术在食品工业中的应用虽处于起始阶段，但 是随着纳M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。参考文献：1 孙炳新，马涛国外纳M技术在食品工业中的应用研究进展J.食品研究与开发,200& (9): 173-1752 谷俊华，田呈瑞.纳M技术及其在食品工业中的应用J.农产品加工,2009. (9): 87-91张去泰.纳M技术在功能