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时间:2020-07-07
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1、纳米材料在包装中的研究现状 纳米是一种长度计量单位,翻译成英文是“nanometer”,是微观世界的单位长度。纳米技术是诞生于20世纪80年代末的新兴技术,是研究结构尺寸为1~100nm的物质的工程技术。作为一种新兴技术,纳米科技受到广泛的关注。纳米技术已经在物理、医药、化工、电子科技、材料制造、能源与环境、生物科技、农业开发等领域展开。 如今,随着纳米技术在科技领域越来越活跃,也广泛地应用到了包装领域中。纳米技术作为包装领域的新兴技术,研究其在包装中的应用,能够推动包装工业快速发展。纳米材料相比于普通材料,大大增强了食品的保鲜期限,满
2、足了消费者对食品新鲜程度的需求,纳米包装材料还减小了物品在运输当中的安全隐患,有些纳米材料也应用在包装机械的部件中。因此,研究纳米材料在包装领域的应用,能改善包装领域的局限,完善包装领域的不足,满足人们的需求,方便人们的生活。 纳米包装材料 纳米包装材料是指通过纳米技术将分散相尺寸为1~100nm的纳米颗粒或晶体,与其他包装材料通过纳米合成、纳米添加、纳米改性等方式加工成为具备纳米结构、纳米尺度及特异功能的新材料。纳米包装则是指应用纳米技术,采用纳米复合包装材料,使包装具有超级功能或奇异特性的一类包装总汇。纳米包装改变了传统包装技术,通
3、过有效地利用原子、分子赋予材料的新特性,改变包装材料的功能从而满足特种包装的需求。与传统包装材料相比,纳米包装材料具有良好的机械性、优异的物理化学性能、优良的加工性能以及环保性能。 纳米材料具有稳定性、可塑性、阻隔性,能够杀菌消毒、去除异味、降低食物中营养物质受自身酶的分解和空气氧化的程度,有效地保持了包装食品的新鲜度,延长了包装食品的保质期,同时可以降低食品中营养成分的流失。 1.纳米抗菌包装材料 纳米抗菌薄膜是在聚烯烃薄膜中加入无机纳米抗菌剂和增效剂,利用金属离子作用和光催化作用,使菌体变性或沉淀,遇水还可对细菌发挥更大的杀伤力,
4、其吸附力和渗透力很强,此包装材料广泛应用于液体奶、饮料等无菌包装中。在尼龙66中掺入一种特殊的纳米黏土复合材料,改性后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有明显的杀伤效果,同时降低了生产成本,目前应用于食品等高档包装薄膜的生产。 日本某公司开发了以银沸石为母料的新型无机抗菌剂,其抗菌效果持续的时间长,不会对包装物产生影响,加工稳定性高,对环境无污染,广泛应用于熟食类、水产品和液体等食品包装。 2.纳米保鲜包装材料 水果蔬菜在包装过程中易放出乙烯,乙烯达到一定浓度后会加快水果蔬菜的腐烂程度,在包装材料中加入纳米Ag可以起到良好的保鲜效果,纳米A
5、g具有乙烯氧化催化作用,可以加速水果蔬菜释放出的乙烯,减少包装中乙烯的含量,使其保鲜。紫外线可使肉类氧化变色,破坏食品中的维生素和芳香化合物,降低食品的营养价值,纳米TiO2可以有效屏蔽紫外线,用纳米TiO2制成透明塑料包装材料可以有效地降低紫外线对食物的破坏作用,以保持肉类的新鲜。 例如在金针菇包装中加入纳米Ag和纳米TiO2,两种物质协同可以更好、更安全地发挥抑菌作用,并减少袋内乙烯的含量,从而调节金针菇的内部代谢和改善外部贮藏环境来发挥保鲜效果。将混合了纳米Ag、纳米TiO2和高岭土的纳米包装材料用于生菜的包装,由于纳米材料具有良好
6、的阻隔性,能够有效地保持袋内较高的空气湿度,保证生菜在贮藏期间的质量,降低生菜中叶绿素酶对叶绿素的分解,延缓生菜酶促褐变,保持生菜的鲜嫩。 用天然活性陶土和聚乙烯混合制成的包装袋,可以过滤水果蔬菜在熟化过程中产生的气体和水分,使真菌不易在袋内生长,以延长水果蔬菜的保鲜期限。国内江南大学的陈正行等将纳米Ag、纳米TiO2、聚乙烯塑料、偶联剂、润滑剂、抗静电剂和稳定剂混合均匀后制成纳米保鲜膜,可用于盘菜的保鲜。采用纳米复合技术制成的新型纳米包装材料聚酶铵-6塑料,降低了氧气和二氧化碳对于包装的透过率,同时降低了水的透过率,用于香肠、火腿、泡菜
7、等食品的包装,延长了食品的保质期。 气调包装是用自动混合保鲜气体(常为CO2、N2、O2)置换包装袋内的空气,并利用包装材料的透气性,使食品处于适宜的气体环境中,多用于肉类食品、果蔬、乳制品的等的包装,以延长食品的保质期。郭玉花等研制了纳米活性分子筛气调包装,以LDPE/LLDPE为基材,添加A型纳米活性分子筛,制成的保鲜包装膜,其拉伸和热封性能下降,撕裂性能上升,透气性和透湿性提高,对于果蔬的保鲜起到很好的作用。 3.新型纳米阻隔性材料 随着轻量化材料的应用,在塑料薄膜上真空沉积约50纳米厚的铝层,这种纳米薄膜材料可以应用于糕点、咖
8、啡的包装。在玻璃包装容器中加入纳米有机硅烷,使用等离子技术或高温技术做表面处理,能够阻碍氧气、水、香气交换的通道,降低扩散率,从而保持了食品的香味和口感。 中科院化学所研究人员
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