纳米技术及其在食品工业中的应用

摘 要：文章概述了纳米技术的概念及兴起的意义，同时介绍了该技术在食品加工、食品包装及食品检测中的应用，说明了纳米技术已经渗透到我国食品工业的各个领域，将使人们的饮食结构得到改善，为健康生活带来保障。

关键词：纳米技术；食品工业；应用

1 纳米技术

纳米技术（nanotechnology）是在80年代末诞生并正在蓬勃发展的一种高新科技，是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。它是以现代科学（介观物理、混沌物理、量子力学、分子生物学）和现代技术（微电子和扫描隧道显微镜技术、计算机技术、核分析技术）为基础，纳米科学技术还会引发一些其他科学技术。

纳米技术的出现标志着人类科学技术已进入一个新的时代--人类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，人们利用纳米技术可以设计并制造出具有各种新功能的物品或食品。食品工业中的纳米技术通过对食物原料的加工或组合，可生产出有益于人体健康或延长人体寿命的食品。

2 食品工业中的纳米技术

2.1 纳米食品

纳米食品是指运用纳米技术对人类可食的天然物和合成物及生物生成物等原料进行加工制成的粒径小于100nm的食品。经超微细加工后的食品，即可提高吸收率，又可延长保质期。如：（1）纳米钙，与常规大颗粒碳酸钙相比，经过纳米技术处理的碳酸钙超微粉，具有更强的亲水性，碳酸钙分子化学性质更活泼，从而使碳酸钙超微粉更易被人体吸收利用。（2）纳米淀粉，经过纳米技术处理的淀粉，口感更加细腻爽滑，在某些食品行业可以代替脂肪，便于生产低脂食品。（3）纳米固醇，纳米技术处理后的植物固醇，在一定温度下，将其均匀地加入到人造黄油中，即可很好的溶解于水和脂肪中。同样，通过该技术还可以在色拉油、酸奶或冰淇淋等食品中加入植物固醇。

2.2 纳米滤膜

纳米滤膜即用纳米材料做成孔径不同的孔道，以便用于分离分子结构存在微小差别的多组分混合物。

在分离玉米淀粉时，利用纳米滤膜可以将黄酮类、浓缩香菇多糖等有生物活性的功能因子进行浓缩并分离。也可运用该技术提取和分离牛乳中的免疫球蛋白，还可用于菜籽、小麦、花生、大豆、芝麻蛋白的分离提取，也可用于澄清果蔬汁。

随着纳米技术的发展，新的纳米滤膜具备了超强的过滤能力，利用成本低的纳米滤膜，不仅可以直接净化水源、清除环境污染，还可将海水净化为饮用水。

2.3 纳米抗菌材料

纳米抗菌材料具有杀死和阻止细菌发育，防止各种微生物生长的功能。其核心成份是抗菌剂，同时具备抑菌和杀菌双重功效，而且抗菌作用的持久性和安全性更强。利用此特性，用纳米材料做成的冰箱可以抗菌，并可延长食品的保藏期限；利用纳米材料做的无菌餐具也已面世。

根据纳米抗菌材料对微生物的作用机理不同可分为两类：一类是光催化半导体材料，利用光催化作用与H2O或OH-反应生成一种具有强氧化性的羟基而杀死病毒。如纳米氧化锌、二氧化钛等材料。另一类是抗菌活性金属材料，如银系无机抗菌材料，其利用Ag+可使细胞膜上的蛋白失活而杀死细菌；将纳米抗菌材料制成的纳米涂料涂在食品企业的加工车间、原料库、成品库、贮藏库、装运箱等的内、外表面上，能阻止油污、水及灰垢的存留，从而防止外界对食品的污染。

2.4 纳米包装材料

某研究所的研究人员在聚合釜中加入纳米级的有机蒙脱石与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）单体，成功地制成了纳米塑料。添加少量纳米蒙脱石粒子，PET耐热性、强度和阻隔性就会发生明显地改变，但透光性不变，并且热变形温度会提高3℃，有利于在啤酒灌装过程中进行高温巴氏消毒。实验证明，装在纳米塑料瓶中保存了半年之后的啤酒，其口味与新鲜啤酒口味几乎相同。检测表明，用纳米塑料容器盛装的肉类、酒类、饮料类和奶酪制品的保质期可达30个月；而用普通塑料瓶包装的啤酒，其保质期仅为1个月。

2.5 纳米紫外线屏蔽材料

紫外线杀菌技术可应用于食品工业，但是高能量的紫外线照射后，有时会破坏食品中的维生素和芳香化合物，有时会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变，从而导致食品腐败变质。因而，将纳米无机超微粒子紫外线吸收剂（氧化锌、氧化铁、二氧化钛等）添加到包装材料中，可以取代目前食品工业中紫外线杀菌方法，如将0.1～0.5%的纳米二氧化钛添加到食品包装材料中，即可使食品保鲜，又可避免紫外线对食品的破坏作用。

2.6 在食品检测中的应用

在食品的储存、加工和运输过程中，生物性污染和化学性污染是引起食品腐败变质的主要因素，因而，食品行业急需高效、快速、简便的食品检测手段。

某大学的研究人员研制出一种生物纳米传感器，可用于农场、食品加工厂甚至消费者。是将计算机硅晶片与生物蛋白相结合，用于检测并标记食品中化学污染物及病毒。整套传感器不仅具有很高的敏感度，而且还具有简单的生物计算机功能。因此它既可以检测食品中的生物或化学污染物，还可以处理及存储相关数据。

3 结束语

食品工业中的纳米技术，在我国还处于基础研究和应用研究阶段，但是它己渗透到食品工业的各个领域。随着纳米科技的发展，即将出现一场新的食品工业革命，在带给人们营养、建康的纳米食品的同时，也会引起人们生活方式和饮食结构的巨大变化。

参考文献

[1]纳米科技与产业.新材料产业，2002（6）.

[2]李彦峰，汪斌华等.纳米无机抗菌材料抗菌性能研究[J].化工新型材料，2002（6）.

[3]张立德.纳米材料的主要应用领域[Z].中科院纳米科技网，2002.

[4]张中太，林元华，唐子龙，等.纳米材料及其技术的应用前景.材料工程，2000（3）：42～47.

作者简介：韩永霞（1978-），女，内蒙古包头市达茂旗人，硕士学位，讲师，研究方向为食品加工与检测。