纳米材料在果蔬保鲜中的应用效果分析

曲健磊，李晓风

（山东省莱阳市种子公司，山东莱阳 265200）

随着我国经济的飞速发展，人们生活水平不断提高，健康意识也逐渐增强，果蔬作为人们日常生活中常见的食物，富含多种营养元素和热量[1]，有利于促进人体健康。近年来，随着市场对果蔬需求量的不断提高，跨地区运输方式也相应增加，对保鲜技术提出了更高的要求[2]。传统减压贮藏法、低温保鲜法、辐照保鲜等保鲜技术已经不能满足果蔬运输需求，腐烂、变质等现象成为困扰种植户和经销商的问题[3]。为了减少食品浪费，提高保鲜质量，纳米材料保鲜技术应运而生，不仅克服了传统保鲜法中成本高、果蔬水分易流失等弊端[4]，还以环保、安全的优势获得社会各界的青睐，为果蔬保鲜奠定了良好的基础。

1 纳米材料及其特点

纳米是一种长度计量单位，1 nm 的长度比单个的细菌长度还要小很多。纳米材料主要是指三维中至少有一个维度为纳米大小的材料[5]。由此可见，材料的尺寸非常小，并且结构较为特殊。随着科学技术的不断发展，纳米材料也广泛应用于各个领域，近年来在食品行业也逐渐凸显其价值和作用，尤其在食品检测以及贮藏保鲜方面得到认可[6]。

1.1 尺寸小

纳米的尺寸比可见光波长小，光在纳米材料中传播时，能够被纳米材料吸收，从而破坏光传播的周期性。将纳米材料应用到果蔬保鲜中[7]，能够屏蔽磁波等影响，提高果蔬的保鲜周期[8]。

1.2 表面效应

表面效应主要指母离子表面的原子和总原子数的比，也就是说，随着纳米材料粒径的减小，表面原子数会相应增加，从而使纳米材料表面产生活性[9]。

1.3 超塑性

纳米材料在特定条件下，具有较强的超塑性，也就是在不断裂的情况下，能够得以延伸[10]。将其应用到果蔬保鲜中，能够长时间保证果蔬新鲜[11]。

2 纳米材料在果蔬保鲜中的应用

纳米材料是一种对人体无毒无害的材料[12]，同时能够有效抑制生鲜食品生理代谢，减少果蔬腐烂变质，延长贮藏期限，在食品保鲜方面具有良好的发展前景[13]。随着纳米技术水平的快速发展[14]，纳米技术广泛地应用到各个领域，充分地发挥着自身的重要作用与价值，尤其是在果蔬保鲜领域。纳米技术由于自身优势与特点[15]，物理结构具有特殊性，使用不同的纳米材料，会使果蔬保鲜程度不同，纳米技术在果蔬保鲜中起到了重要的作用，能够提升果蔬品质，减少资源的浪费，满足人们的日常需求[16]。

纳米保鲜技术的应用方式可以分为两种：一是纳米涂膜技术，二是纳米包装技术[17]，其中涂膜技术具有环保、抑制微生物增长等特点[18]；而纳米包装技术具有较高的强度与韧性[19]。

2.1 纳米涂膜技术

采后果蔬水分流失较快，与周围环境气体产生反应，极易引发变质、腐烂等现象，而将纳米涂膜材料应用到采后果蔬保鲜中，能够减少水分流失，阻隔果蔬与周围气体的接触，从而有效抑制微生物的生长，有利于长时间保持果蔬的品质[20]。除此之外，纳米涂膜材料具有环保性，不会对环境造成污染，相对于传统保鲜技术而言，不仅能够减少不可降解包装的使用量，还能提高果蔬贮存质量[21]。

纳米涂膜技术采用纳米材料的微气调理论，把成膜材料采用喷覆的方法，使其能够附着在果蔬表面，产生了半透膜的视觉感，主要应用在半食性的果蔬中。该技术不会对果蔬化学农药残留检测产生任何的影响[22]，而且能够保持果蔬品质[4]。

随着我国科学技术水平的不断提升，加大了对果蔬保鲜方法的研究力度，以纳米半透膜技术为重要的基础，研发出了非金属无机纳米半透膜[23]，主要的特点是其所采用的纳米硅氧化物材料，更具有环保性，保鲜效果也更高效等。与半透膜法相比，有效地解决了果蔬硬度变大、品质下降等问题[24]。例如：果蔬采用壳聚糖-纳米SiO2混合涂膜的方法对龙眼进行保鲜，龙眼腐烂率得到有效地控制，腐烂率降低了17%[25]，失重率也只有4.2%，并且还抑制了多种生物酶的活性[26]。然而，由于单一涂膜剂的组成成分相对较少，功能性相对较差，保鲜效果虽然相对于传统保鲜方式有了很大改善，但还不能达到足够的稳定性，需要相关研究人员和专家进一步完善，深入研究和开发复合涂膜剂，为纳米涂膜技术的发展奠定基础。

2.2 纳米包装技术

纳米包装技术常见的果蔬包装材料有聚氯乙烯（PVC）、多以聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等，这些材料成本均较低[27]，但可能会影响果蔬品质与食品的安全性。

纳米包装材料保鲜果蔬时，能够对细菌进行阻隔、抗菌等，尤其是对微生物能够起到降解的作用，与传统包装材料相比[28]，具有较强的强度与韧性[5]。把纳米包装材料与高分子聚合物、超微粒子纳米材料进行结合探究，创新果蔬保鲜方法，研发出复合型的纳米包装材料，广泛应用于果蔬保鲜中，不仅解决了传统果蔬包装材料的不足，而且加强了对果蔬的保护。

纳米材料在鲜切果蔬保鲜中也有着广泛的应用。鲜切果蔬又称为轻加工果蔬，主要是把新鲜果蔬进行外部的修整、去皮等，能够使果蔬100%地被利用，对此类果蔬的保鲜更需要加强。由于果蔬经过鲜切加工后会加速其水分和营养的流失[29]，从而严重影响其作用、功能以及口感。而且鲜切果蔬的创面容易滋生微生物，加剧了果蔬腐烂和变质等不良现象的发生[6]。因此，需要提高对鲜切果蔬保鲜方法的重视，采用纳米技术，能够有效解决鲜切果蔬产生的问题，为果蔬保鲜开发出更多具有科学性的保护方法。在具体保鲜过程中，可以将纳米材料进行加工，使其形成纤维素膜，并将其作为鲜切果蔬的包装。研究表明，改良后的纤维素膜能够有效抑制果蔬水分的蒸发以及微生物滋生，同时减缓蔬菜叶绿素含量的下降，具有阻隔性较强、稳定性较高、抗菌效果好等特点。当前，纳米材料在鲜切果蔬保鲜方面的应用尚处于起始阶段[30]，还需进一步开发，从而推动纳米材料保鲜技术的稳定发展。

3 结语

随着我国经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，对果蔬新鲜的需求相应增加，纳米材料的研究和开发使果蔬保鲜得到了空前发展，同时，纳米材料以其抑菌效果好、阻隔性能强等优势受到社会各界的青睐和应用。然而，由于当前纳米材料在果蔬保鲜中的研究尚处于发展阶段，还有较大的空间有待开发，主要可以从以下几方面进行深入研究：第一，降低纳米材料的成本；第二，优化和改进工艺流程；第三，由于纳米材料具有特殊性，人体对其吸收要高于其他物质，所以需要深入研究其安全性；第四，当前市场中纳米材料应用与果蔬保鲜种类较少，所以需深入开发纳米材料的种类；第五是由于纳米材料尺寸小、吸附性相对较强，在使用过程中极容易扩散，需要进一步研究其加工的稳定性，从而为果蔬保鲜贡献更大的力量。