納米保鮮材料
文章來源：新材料在線 更新時間：2020-08-26 14:12:44
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超市里，許多冷藏的生鮮食品，以及盒裝熟食、豆制品和切開的水果等，都是用保鮮膜封裝好銷售的。但是對于許多食品，用保鮮膜并不能真的保鮮，還容易滋生細(xì)菌和腐爛，比如草莓等水果。
那么什么技術(shù)可以真正地實現(xiàn)食品保鮮、并且可以適用于更多的食物呢?
概述
食品的保鮮是一門綜合技術(shù)，所謂“保鮮”是指食品在保證安全的基礎(chǔ)上，還能在營養(yǎng)、色澤、質(zhì)地和風(fēng)味等方面都能得到保證，保鮮的食品是原汁原味的食品。
食品保鮮包括防腐和保鮮兩大方面：防腐是指針對微生物，一是防止微生物造成對食品的腐爛變質(zhì)，二是防止產(chǎn)毒微生物如黃曲霉等的危害；保鮮是針對食品本質(zhì)而言，指對其理化指標(biāo)、生理指標(biāo)和營養(yǎng)成分保留程度等的影響。而造成食品腐爛變質(zhì)、不能長期儲存的原因，主要是微生物和蟲類的繁殖、生長，以及酶和周圍環(huán)境中的理化因素（氧氣、溫度、濕度、光線引起的一系列生化反應(yīng)如褐變等）。所以利用良好的保鮮技術(shù)對水果、蔬菜、糧食、禽蛋、熟肉制品、豆制品、涼拌菜、凈菜、水產(chǎn)品等進(jìn)行保藏,既可以延長食品的保質(zhì)期，又可以提高儲藏質(zhì)量。
分類
現(xiàn)階段主要的食品保鮮方法有涂膜保鮮、抗氧化劑保鮮、減壓貯存保鮮、氣調(diào)貯藏、輻照保鮮技術(shù)、高壓保鮮、基因工程保鮮、塑料薄膜包裝、食品速凍等幾種方法。
?涂膜保鮮：在果蔬表面人工涂一層薄膜，該薄膜能適當(dāng)阻塞果蔬表面的氣孔和皮孔，對氣體的交換有一定的阻礙作用，因而能減少水分的蒸發(fā)，改善果蔬外觀品質(zhì)，提高商品價值。保鮮劑也叫脫氧劑或者叫除氧劑，常用的保鮮劑有化學(xué)保鮮劑，如脫水醋酸、8-羥基喹啉、5-乙酰基-8-槍擊喹啉的硫酸鹽及磷酸鹽、抑菌靈等；也有天然食品保鮮劑，如茶多酚復(fù)合保鮮劑等。
?抗氧化劑保鮮：抗氧化劑的主要功能是防止或減慢食品發(fā)生氧化作用，避免發(fā)生品質(zhì)劣變。這些物質(zhì)一般作為添加劑，摻入食品，使其先于食品發(fā)生氧化反應(yīng)，從而防止食品中脂類物質(zhì)的氧化，只有具備無毒、無異味加入后檢測方便才可作為食品的抗氧化劑。常用的抗氧化劑有，2，6-二叔丁基甲酚，主要用于油脂、干魚制品；叔丁基茵香醚，主要用于油脂；VE主要用于嬰兒食品、奶粉。
?減壓貯存保鮮：即通過把貯藏場所的氣壓降至大氣壓的10%,甚至更低，以達(dá)到低氧和超低氧的效果，從而起到與氣調(diào)貯藏相同的作用。
?氣調(diào)貯藏：是通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的一般空氣成分，以此減慢食品因腐敗而變質(zhì)的過程，達(dá)到延長食品貨架壽命的目的。這種方法不用化學(xué)處理和高溫殺菌來保護(hù)食品的芳香、風(fēng)味、外觀。氣調(diào)保鮮氣體一般由二氧化碳力、氮?dú)饫А⒀鯕饧吧倭刻胤N氣體組成。
?輻照保鮮技術(shù)：是利用電離輻射產(chǎn)生的射線及電子束對產(chǎn)品進(jìn)行加工處理，以達(dá)到保鮮目的的一種方法。這些高能射線能使微生物發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，從而抑制其呼吸作用、內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生、過氧化酶等酶活性，抑制發(fā)芽，殺滅害蟲及寄生蟲，防止腐爛，以延長產(chǎn)品的貯藏時間。
?高壓保鮮：其作用原理主要是在貯存物上方施加一個小的由外向內(nèi)的壓力，使貯存物外部大氣壓高于其內(nèi)部蒸汽壓，形成一個足夠的從外向內(nèi)的正壓差，一般壓力為一個大氣壓。這樣的正壓可以阻止水果水分和營養(yǎng)物質(zhì)向外擴(kuò)散，減緩呼吸速度和成熟速度，故能有效地延長果實的儲藏期。
?基因工程保鮮：是利用遺傳工程原理，來改變果樹的來延長保質(zhì)期，對水果保鮮作用主要通過減少水果生理成熟期內(nèi)源乙烯的生成以及延緩水果在后期成熟過程中的軟化來達(dá)到保鮮的目的。
?塑料薄膜包裝：是目前新鮮水果蔬菜生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的包裝材料。它透明、透氣、保濕、密封，使它的應(yīng)用前景十分廣闊。目前作為果實蔬菜產(chǎn)品包裝材料主要有聚乙烯、聚氯乙烯薄膜、玻璃紙和鹽酸橡膠等。果蔬等新鮮食品的保鮮包裝就是要解決加速果蔬變質(zhì)腐爛的氣體物質(zhì)--乙烯的問題。在保鮮包裝中，果蔬會釋放出乙烯，當(dāng)乙烯釋放到一定濃度后，果蔬會加速腐爛，因此在保鮮包裝中應(yīng)設(shè)法加入乙烯吸收劑，以減少包裝中的乙烯含量而提高保鮮效果延長貨架壽命協(xié)。包裝本身不能提高果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)，只能保持果蔬產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)。
?食品速凍：是利用-25℃以下的低溫，在極短時間內(nèi)將果蔬迅速凍結(jié)，抑制了細(xì)菌、霉菌和酶的活動，以及果實呼吸作用造成的營養(yǎng)消耗，達(dá)到長期貯藏目的。
現(xiàn)狀
在利用保鮮劑保鮮和抗氧化劑、防腐劑保鮮中，雖然可以達(dá)到延長食品貨架期的目的，但是保鮮劑是一些化學(xué)物質(zhì)，對人們的身體健康或多或少會造成一定的影響。
速凍冷藏保鮮中，速凍有時會對水果造成冷害，對食品造成口感口味的改變。
抽真空高溫滅菌的缺點是對食品特有的口味、口感、營養(yǎng)破壞較大。
充氮包裝能較好的保持食品的口感、口味及營養(yǎng)，但需無菌包裝環(huán)境，對環(huán)境要求極高，需較大投資。
輻照保鮮會影響食品的口感，有時還會對食品造成顏色和氣味造成影響，而且輻照劑量的選擇也是一個關(guān)鍵技術(shù)。
基因工程保鮮中，轉(zhuǎn)基因食品的安全性正在日益受關(guān)注。
減壓儲藏雖然效果良好，但是由于減壓貯藏始終沒能解決價格便宜的容器問題，成為阻礙減壓貯藏技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵難題，無法形成規(guī)模生產(chǎn)。
因此，幾十年來，這幾項技術(shù)一直停留在實驗階段，僅有少數(shù)國家將減壓系統(tǒng)裝置設(shè)在拖車和集裝箱內(nèi)，在運(yùn)輸中應(yīng)用高壓滅菌儲藏由于價格昂貴、容器要求高，無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。所以急需一種價格便宜，又不用任何食品添加劑，操作簡單的食品保鮮方法，既能保持食品原有的色香味，又延長保質(zhì)期，提高食品的保鮮效果。
納米技術(shù)在食品保鮮中的應(yīng)用
最新研究表明納米保鮮包裝材料可提高新鮮果蔬等食品的保鮮效果和延長貨架壽命。所謂“納米包裝”，就是應(yīng)用納米技術(shù)，采用納米復(fù)合包裝材料，從而使包裝具有超級功能或奇異特性的一類包裝總匯。
1、定義
納米材料由于具有特殊的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、磁性、化學(xué)性質(zhì)，決定其具有優(yōu)異的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子效應(yīng)，用于食品包裝的納米復(fù)合高分子材料的微觀結(jié)構(gòu)不同于一般材料，其微觀結(jié)構(gòu)排列緊密有序，優(yōu)越的性能體現(xiàn)在他的低透氧率、低透濕率、阻隔二氧化碳和具有抗菌表面等特性。
2、原理
納米二氧化鈦包裝材料具有保持自身潔凈和防霧滴功能。二氧化鈦具有超親水性，據(jù)文獻(xiàn)報道，水在二氧化鈦薄膜表面的接觸角小于15度時，具有高流動性；小于10度時，有自清潔效果；小于7度時有防霧效果。無論哪一方面，都對果蔬保鮮有重要作用。
包裝內(nèi)部如果產(chǎn)生霧滴一抽吸現(xiàn)象，將使果蔬水分不斷蒸發(fā)而導(dǎo)致枯萎，同時，水蒸氣變?yōu)樗问拱b內(nèi)部濕度下降，也將會加速果蔬枯萎。而納米二氧化鈦這一特性恰恰阻止了這一現(xiàn)象的發(fā)生。細(xì)菌等微生物也是由有機(jī)物復(fù)合構(gòu)成,納米在光照射下產(chǎn)生氧化性很強(qiáng)的活性自由基，這些自由基可氧化一些微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)，從而使其蛋白質(zhì)變性，抑制微生物的生長甚至殺死微生物，因此對環(huán)境中微生物具有抑制或殺滅作用，與常用殺菌劑相比,納米抗菌殺菌效果迅速，滅菌徹底。
3、實驗論證
不同包裝材料對草莓腐爛率的影響
腐爛率直接反映了保鮮的效果。腐爛率在5-20%為貨架期，食用基本可以接受，但達(dá)到20%以上就不能食用失去商品價值。
圖1 納米和普通包裝材料對草莓腐爛率的影響
由圖1可以看出，隨著貯存時間的延長，草莓腐爛率呈總體上升趨勢，納米材料包裝的草莓在貯藏期間腐爛率明顯低于對照組。對照組在貯藏過程中腐爛率持續(xù)上升，在第6天已達(dá)到13.3%，而納米材料在儲藏9天后腐爛率顯著上升，第10天左右才達(dá)到相同的水平。當(dāng)實驗結(jié)束時，對照組早已失去商品價值，而納米材料包裝組的草莓還在貨架期內(nèi)。整個貯藏過程中，納米材料處理組的腐爛率低，保鮮效果較好。 |
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