◎ 梁海霞，陈 健，郭 瑛，周 翔

（1.连云港市食品药品检验检测中心，江苏 连云港 222000；2.连云港市质量技术综合检验检测中心，江苏 连云港 222000）

纳米材料具有良好的机械性能、阻隔性能以及耐热性能，同时具有优良的抗微生物和抗菌性能，广泛应用于食品包装领域。目前，应用于食品包装材料的纳米微粒主要有纳米Ag、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米ZnO等。

1 纳米技术概述

通常1～100 nm的物质，被称为纳米粒子。广义上讲，纳米材料是指在三维空间中有一维以上处于纳米尺度或由它们为基本单元构成的材料。当物质达到纳米级的尺度，物质的各种性能就会发生变化，从而获得新的功能特性[1]。纳米技术是指在纳米尺寸范围内研究物质的特性及相互作用，以及利用这些特性的科学与技术，广泛应用在原料、化工、医药等领域[2]。由于纳米粒子具有大量的表面缺陷和悬空键，容易发生颗粒间的团聚，需要对纳米粒子进行改性来改善其在基体中的分散状态，以此获得高性能的复合材料。

1.1 纳米复合包装材料

纳米复合包装材料是指利用纳米科技，将纳米微粒或晶体与传统的包装材料通过纳米添加、纳米合成、纳米改性等方式，加工成为具备纳米尺度、纳米结构及特殊功能的新型包装材料[3]。纳米技术与传统的包装材料相结合，可以有效提高传统包装材料的性能，如高阻气、阻湿性、较高的耐磨性、较高的强度和韧性等，同时具有较好的成型性[4]。随着添加有无机纳米粒子的新聚合物以及混合物的出现，食品领域生物纳米复合材料的研究应用备受瞩目。

1.2 纳米复合食品包装材料的制备

目前，制备纳米复合食品包装材料常用的方法有物理法、化学法。物理法是将纳米粒子与树脂基体共混挤出来制备纳米复合食品包装材料。化学法又分为插层复合法和溶胶-凝胶法；插层复合法主要用于层状纳米粒子复合材料的制备，又可以分为聚合物熔体插层复合法和单体插层原位聚合法；溶胶-凝胶法是将有机组分与无机组分利用化学键相连得到均一的聚合物材料，与其他方法相比，此方法优点是允许掺杂大剂量的纳米粒子。

杨燕婷[5]将聚乙烯（PE）塑料粒子与纳米母粒（纳米粉体（银系纳米抗菌材料、脱钛型纳米二氧化钛、凹凸棒土），聚乙烯塑料粒子，偶联剂KH-570）共混后挤出成型吹膜形成50 μm厚的纳米食品包装薄膜。柳翱等[6]采用溶液插层-流延成膜法，以聚乙烯醇和钠质蒙脱土为原料，制备出了PVA/MMT纳米复合材料薄膜，具有良好的力学性能和耐水性，可以作为一种新型的食品包装材料。

2 纳米复合食品包装材料应用

应用于食品包装的纳米复合材料主要有无机纳米粒子和有机纳米粒子两种。纳米材料在包装方面的应用主要在防腐、抗菌、防伪以及防静电领域。其中，防腐纳米包装材料和抗菌纳米包装材料广泛应用于食品保鲜领域。

2.1 防腐纳米包装材料

食品是一个灵活多变、复杂不稳定的体系，有些食品的水分含量高、蛋白质含量丰富，极易滋长微生物而腐败变质。尤其是果蔬产品等新鲜食品在采摘后，由于自身的新陈代谢、细菌的侵入繁殖等，容易腐烂变质。乙烯是很多果蔬产品的代谢产物，生理作用非常显著，乙烯的量达到一定的程度（0.1×10-6）就会加速果蔬的腐烂。因而通过清除或者是减少乙烯的量，能够起到果蔬防腐保鲜的作用。纳米Ag粉具有催化作用，在保鲜食品包装材料中添加纳米Ag粉，可加速将水果蔬菜食品中释放出来的乙烯氧化，减少乙烯含量，从而达到良好的保鲜效果，纳米微粒Fe3O4、NiO、Fe2O3、Co3O4及 Pt、Rh、Ag等 常 用作氧化催化剂。利用纳米技术改造的包装容器具有保洁、杀菌、保鲜等功能[7]。

李志啸等[8]在食品包装材料中添加纳米Ag、纳米TiO2、纳米凹凸棒土和纳米SiO2，制备了纳米聚乙烯（polyethylene，PE）包装袋。结果显示，纳米PE包装袋能够有效地抑制贮藏期间双孢菇木质素的积累、组织纤维化及相关酶活性的上升，较好地保持了双孢菇贮藏品质，延长了贮藏时间。尹晓婷等[9]运用超声波清洗结合纳米包装技术对鲜切生菜进行保鲜贮藏，通过测定贮藏期间生菜的主要品质、生理和微生物指标以探讨其保鲜作用。结果表明，超声波处理结合纳米包装的鲜切生菜在温度为（4±0.5）℃、相对湿度在85%～95%的贮藏环境中贮藏15 d以后仍有一定的商品价值。

2.2 抗菌纳米包装材料

纳米抗菌包装材料是在食品包装材料中添加一种新型的纳米粒子作为抗菌剂。目前，应用较多的为食品抗菌薄膜包装。纯天然的基础食品包装材料在采用纳米技术改造以后，其抗菌、无菌食品包装能使菌体沉淀或者变性，从而发挥惊人的杀菌效果。

郭辉等[10]研究了二氧化硅纳米粒子的杀菌性能，结果表明二氧化硅纳米粒在温度为35 ℃，超声时间为20 min，pH值为7时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及粘红酵母都有很好的杀菌效果。刘贺等[11]研究了负载中性纳米SiO2和Nisin（乳酸链球菌素）的大豆分离蛋白复合膜，结果表明中性纳米SiO2含量0.2%、Nisin含量为0.025‰的大豆分离蛋白复合膜的感官指标及抑菌效果较好。采用纳米抗菌包装储藏大米能够有效降低大米陈化和劣变的速度，从而达到延长大米储藏期的效果。魏静等[12]采用静电纺丝法制备了甲壳素纳米晶须/聚乳酸（CNW/PLA）纳米纤维膜，与PE保鲜膜、纯PLA纳米纤维膜相比，CNW/PLA纳米纤维膜可在一定程度上延缓草莓的失重，抑制可滴定酸质量分数及纤维素C质量分数的下降，具有显著的抗菌保鲜效果。

3 结语

纳米技术在包装材料上的应用，很大程度上满足了人们对食品保存更加健康、营养、方便的需求。随着经济的进一步发展，人们对于食品包装种类的需求也会不断增加，特别是一些具有特殊功能的食品包装，而这些需求会促进纳米技术在食品包装领域的进一步发展。但是，纳米复合食品包装材料的安全性还没有得到明确的证实。纳米复合食品包装材料中的纳米成分会缓慢地向食品中迁移，有可能会形成安全隐患，对人体的健康产生影响。为了保障食品包装安全，科研工作者应加快纳米级食品包装材料的安全性能以及安全评估研究。同时，食品相关标准的制定在考虑食品原料安全性的同时，还应该充分考虑食品包装材料中物质的迁移对食品污染的影响。

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