关于纳米材料在食品包装中的应用及安全性评价

张晓慧 杨鑫如 曹建 马芮

摘要：伴随着科技的不断发展，纳米材料越发广泛的应用到人们的日常生活当中，其有关安全性的问题也逐渐凸显出来。由于纳米材料自身的优势与特殊效应，使其在食品包装领域有着极其广阔的应用前景，恰恰也是由于其自身的特殊效应，使我们不得不重视与面对其生物安全性问题。

关键词：纳米材料;食品包装;应用;安全性评价

引言：

食品包装是食品工业的众多环节中最为重要的组成部分之一，食品包装对于食品质量的提高、食品的贮藏以及品质的稳定效果有着至关重要作用，还可以在一定程度上使食品本身的商业利用价值大大增加。就食品包装而言，包装材料一直都是食品安全领域的重点研究项目。

一、纳米材料在食品包装中的主要应用

（一）纳米二氧化钛

二氧化钛自身具有着色和抗氧化的重要作用，因此经常应用于包装材料的生产当中。纳米二氧化钛是一种光催化半导体，若是处在紫外光的强烈照射下会产生具有高还原性电子以及高氧化物空穴，所产生的空穴可以将纳米二氧化钛表面的水与氧化物转化为具有较强氧化程度的羟基自由基，从而对于二氧化钛表层的微生物细胞带来一定损伤，自然而然就可以对微生物繁殖与生长的作用进行一定的阻碍。我国曾甄选质量纯正的纳米二氧化钛壳聚糖结合中草药制剂，从而形成一种防水效果较强的复合膜，并且这种复合膜可以降低水果内部水分的增加，也可以防止内外部气体流通，这对于食品的保险效果十分有效。二氧化钛还可以预防紫外光的照射，从而有效的防止食品出现氧化还原等状况，也可以避免食品由于包装的原因造成腐烂进而流失食品本身的营养价值。也进一步延长了食品儲存的时间。

（二）纳米银

通过对纳米技术的研究，很多无机抗菌材料都被研发出来。其中纳米银离子就是现阶段研发出来的一种新型复合材料，和普通的银离子以及无机抗菌型材料相比较而言，纳米银自身具有更为稳定的生物学、物流特征，抗菌效果也是非常出色。据相关研究证明，纳米银在光的接触与催化之下可以代替一定程度的抗菌效果，这种纳米银离子粒径与性能之间的关系较为紧密，抗菌性能会随着粒径的减少不断增加。就算极为细小的纳米银也可以发挥出强大的抗菌杀毒效果，甚至可以在很短的时间内将上百种细菌杀光。在现阶段科学技术飞速发展的过程中，不管是卫生保健行业还是食品包装行业都在选择抗菌材料中更多的青睐于纳米银。将具有高强抑菌效果的纳米银抗菌里使用在骨质餐饮用具的表面，由于表面难溶于银盐就会促使释放银离子，所以可以对正常的细菌结构以及代谢功能进行破坏，可以有效降低餐具上滋生霉菌、细菌以及其他病菌的几率，也可以有效避免细菌之间的交叉感染，让餐具具有高效长时的抗菌能力，而纳米银在公共场所的餐饮领域具有良好的发展前景以及商业价值。

（三）纳米黏土使用在食品包装材料

纳米蒙脱土是极具潜力的纳米材料，其本身也属于无机纳米黏土的一种，这种纳米黏土的生产成本很低，或是降该类黏土应用到高分子材料当中设立不仅可以进一步提高复合材料的性能与效果，而且对于食品包装增强高聚物纳米复合材料的使用水平十分有利。20世纪末，纳米黏土就已经开始应用在食品包装领域，那个时代的研究者也都开始对于黏土纳米复合材料慢慢产生重视。例如，纳米蒙脱土使用在 PE 醇基纳米复合膜包装中，对其自身的效果与性能的影响进行研究，研究人员发现纳米蒙脱土的使用量会对复合包装膜本身带来一定的影响。利用新型的表面处理器对纳米高岭土表面进行处理，之后再和聚乙烯进行融合处理，这样制作出来食品包装膜不管是从摩擦因数的角度还是从力学性能的角度来看都远远高于聚乙烯膜。

（四）其他纳米材料应用于在食品包装材料

纳米材料使用在食品包装中的例子有很多，除了 上述几种还有纳米石墨烯、纳米碳酸钙等：1、根据相关研究表明，将碳酸钙应用到包装材料中可以有效延长食品的报销贮藏时间。2、借助蜂蜡和纳米 α- 三氧化二铁改性后的聚乙烯醇，这样生产出来的复合包装材料，可以使物品除外见光的环境下进一步提高抑制细菌的作用。3、纳米石墨烯是一种高气体阻隔性、高透明性的新型碳材料，如果运用在包装材料中，可以有效提升聚合物的阻隔作用。

二、纳米复合食品包装材料的安全评价

纳米材料的化学组成、尺寸大小、表面结构以及溶解性等都可以对生物学的效应产生一定的影响。虽然现阶段关于纳米颗粒在聚合物薄、玻璃、纸张、陶瓷等包装材料中迁移的研究非常少，但是于消费者来说，食品包装材料中始终让人更关注的还是关于纳米颗粒的安全问题。想要验证纳米材料的安全性能，可以利用动物体内的经口毒性试验或者体外细胞毒性试验得到证实。纳米科技对于生物体的毒性表现可以划分为两种各不相同的症状，一种毒性效应是与纳米科技的组成不相匹配，是通过纳米科技而释放出大量的活性氧物质，而该物质在生物体内会呈现出毒性反应;另外一种毒性效应与纳米颗粒的组成相匹配，如某些金属氧化物纳米颗粒在生物体内与蛋白相结合，会致使蛋白功能产生异常，而某些像碳纳米管、金属合金等也直接或间接表现为基因毒性。现阶段，国内国外有很多就常用纳米材料的安全性进行研究与探讨的课题，但是得到的试验结论却大不相同，甚至是结果完全背离。因此对于纳米材料的安全性迄今为止仍旧没有较为具体明确的结论。

三、结束语

伴随着纳米技术的不断发展，纳米材料的食品保鲜、阻隔细菌等方面的应用成为了众多研究人员研究的课题。纳米材料对于食品和食品包装的影响具体表现为：纳米材料对于包装材料的热学、力学以及光吸收率等具有一定的影响;纳米材料可以进一步抑制微生物的滋生，延长食品的保鲜贮藏时间;纳米材料可以在维持产品的品质同时更好的延长产品保质期。纳米材料的安全性仍然需要得到进一步的研究与证实，纳米材料在食品包装过程中迁移规律及纳米材料在细胞内的生物毒性是未来研究的热点。

参考文献：

[1]黄媛媛[1]， 王林[1]， 胡秋辉[1]. 纳米包装在食品保鲜中的应用及其安全性评价[J]. 食品科学， 2005， 26（8）：442-445.

[2]杨龙平， 章建浩， 黄明明，等. 纳米材料在食品包装中的应用及安全性评价[J]. 包装工程， 2015（1）：19-23.

[3]蒋林惠， 王诗佳， 顾青莹，等. 食品纳米包装材料的应用与安全性评价[J]. 江苏农业学报， 2012， 28（1）：210-213.

[4]郭筱兵， 丁利， 李节，等. 纳米包装材料及其安全性评价研究进展[J]. 食品与机械， 2013（5）：249-251.

作者简介：

作者姓名：张晓慧，出生日期：1998.09.26，性别：女，籍贯：辽宁省大连市瓦房店市，专业：食品科学与工程，学校（单位）：大连工业大学

2作者姓名：杨鑫如，出生日期：1998.10.19，性别：女，籍贯：辽宁省沈阳市，专业：食品科学与工程，学校（单位）：大连工业大学

3.作者姓名：曹建，出生日期：1997.02.28，性别：女，籍贯：辽宁省北票市，专业：包装工程，学校（单位）：大连工业大学

4.马芮，1998.04.08，女，辽宁省，食品科学与工程，大连工业大学