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随着食品工业的快速发展和居民生活水平的提高，消费者对于食品质量的要求更加严格。尤其是对于牛奶、果蔬、果汁等富含蛋白质或维生素的食品，其在加工、包装、运输过程中，受到不同环境因素的影响容易发生变质。
从宏观上，食品变质表现为颜色、气味、触感、质感的变化；从微观上，食品变质表现为营养成分的分解和代谢副产物的形成。食品变质和腐败将严重影响居民的身体健康甚至生命安全。
根据我国制定的食品分类标准，食品分为16大类，其中乳制品、肉制品、蛋制品、水果蔬菜、海鲜产品等食品必须重点关注加工、包装、运输过程中食品变质和发霉等问题。针对以上食品保鲜技术难点，迫切需要采用新技术和新方法来消除食品质量安全的不利因素，以保证食品的新鲜度和安全性。
目前，常用的传统食品保鲜技术包括食品低温保鲜技术、食品气调保鲜技术、食品生物保鲜技术。而最新的食品保鲜技术包括纳米保鲜技术、食品辐照保鲜技术、超高压杀菌保鲜技术、减压保鲜技术、脉冲磁场杀菌保鲜技术、臭氧保鲜技术等。
其中，纳米保鲜技术是目前最新的食品保鲜技术之一，其是指利用纳米材料独特微观结构和表面特性，进行分子和原子的重新编程，从而加快营养成分的运输并延长食品保质期。纳米材料因具有良好的热学、磁学、力学性能被广泛应用到食品生产领域，可以缩短食品杀菌时间，保持食品的感官和营养特性。
目前，纳米材料包括纳米微粒、纳米固体和纳米组合体3种类型，常见的制备方法包括蒸发凝聚法、沉淀法、喷雾法、水热法和气相反应法等。
纳米流体应用于液态食品杀菌
纳米流体是指将纳米级颗粒物与基础液混合形成一种具有强化传热特性的固-液混合介质。其中，纳米颗粒种类包括金属、金属氧化物、非金属氧化物、非金属碳化物等，如铜（Cu）、氧化铜（CuO）、氧化锌（ZnO）、氧化铝（Al2O3）、单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotube，SWCNT）、多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotube，MWCNT）等；基础液种类包括水、油、乙二醇、丙二醇等。
对于液态食品生产过程，纳米流体因具备传热效率高、杀菌时间短等优点，可以对液态食品（牛奶、西瓜汁、番茄汁等）进行有效杀菌处理，减少营养成分的损失。牛奶、果汁等液态食品中的微生物或多酚氧化酶容易造成牛奶变质及果汁褐变，亟需采用杀菌钝酶的方法进行处理。采用纳米流体替代水作为介质的方法已经成为当前研究的热点。
细菌纳米纤维素薄膜应用于食品包装
随着不可再生资源的减少和环保要求的提高，生物可降解的食品包装材料受到越来越多的关注。纳米纤维素是尺度为纳米级的天然纤维素的总称，包括纳米纤丝纤维素（nanofilament cellulose，NFC）、纳米晶体纤维素（nanocrystal cellulose，NCC）和细菌纳米纤维素（bacterial nanocellulose，BNC）3种。其中，NFC是通过无机强酸水解或酶水解获得；NCC是通过物理机械法获得；BNC是通过生物合成法获得。
纳米纤维素不仅具有可再生和可降解的特性，而且具有比表面积大、密度高、生物相容性良好等优点，常以复合膜的形式应用于食品包装、生物医疗等领域。此外，纳米纤维素可以促进人体消化，改善肠道菌群生态平衡，且具有良好的流变性和亲水性，可以用作非营养配料、增稠剂、稳定剂等食品添加剂。
纳米纤维素增加了生物聚合物的强度和阻隔性，从而提高了其在食品包装的适用性。纳米纤维素通常从动植物和微生物中提取，来源广泛。如从植物细胞壁中提取纳米纤维素，再通过化学或机械方法得到NFC和NCC。而BNC是由微生物发酵合成的生物基纳米晶体材料。BNC是生物可降解的可再生资源，具有比表面积大、密度低、机械强度高、生物相容性良好、易改性等优点，相比其他纤维素，BNC能增加食品的保质期，更适用于食品包装。同时，BNC内部的网状结构和纳米尺度有利于吸附活性物质，改善其作为食品包装材料的抗氧化性和抗菌性。
纳米相变蓄冷材料应用于冷链物流
冷藏保鲜对于生鲜食品的运输过程十分重要，它能够保证食品的新鲜度和营养价值。机械式冷藏是最普遍的冷藏方式，但存在成本高、效率低的问题。而蓄冷式冷藏方式具有冷藏效果好、节能环保、效率高的优点。相变材料可以在低温时把冷量存储起来，在相变时释放冷量，从而保证蓄冷设备恒定控制温度。其中，相变蓄冷材料按照相变方式可以分为固-固相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料和液-气相变材料。
值得注意的是，固-液相变材料具有可重复使用、成本低、种类多的优点，且固-液相变材料可以进一步分为无机、有机和复合相变蓄冷材料3种，复合相变蓄冷材料又包括低共融混合物材料、高分子相变蓄冷材料、纳米相变蓄冷材料、气体水合物蓄冷材料。纳米相变蓄冷材料属于复合相变蓄冷材料，具有蓄冷密度高、蓄冷时间短、效率高的优点，在食品冷链物流中具有良好的应用前景。
纳米技术在食品生产和保鲜领域的应用正日益受到关注。在食品工业中，纳米流体可以用于液态食品杀菌，并且能够保证食品的新鲜度；细菌纳米纤维素相比其他植物纤维素具有纯度高、结晶度高、机械强度高、持水性好等优点，在食品包装或食品添加剂中有广泛的应用；纳米相变蓄冷材料可以有效克服无机和有机相变蓄冷材料的缺陷，具有结构稳定、能量密度高、成本低的优点，在食品冷链物流中具有良好的应用前景。
总体来看，纳米技术通过其独特的性质，在食品生产和保鲜中发挥着愈加重要作用，不仅可提高食品的保质期，同时也能够增强食品的安全与品质监控能力。随着科学技术的不断进步，纳米材料也将在食品领域具有更加广阔的应用前景！
作者简介
樱桃小姐，从事大健康行业相关政策分析、健康管理研究与新闻资讯写作宣传工作。
来源：食品加工包装在线
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