納米材料在果蔬保鮮中的應(yīng)用效果分析

曲健磊，李曉風(fēng)

（山東省萊陽市種子公司，山東萊陽 265200）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，健康意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，果蔬作為人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷氖澄铮缓喾N營養(yǎng)元素和熱量[1]，有利于促進(jìn)人體健康。近年來，隨著市場對(duì)果蔬需求量的不斷提高，跨地區(qū)運(yùn)輸方式也相應(yīng)增加，對(duì)保鮮技術(shù)提出了更高的要求[2]。傳統(tǒng)減壓貯藏法、低溫保鮮法、輻照保鮮等保鮮技術(shù)已經(jīng)不能滿足果蔬運(yùn)輸需求，腐爛、變質(zhì)等現(xiàn)象成為困擾種植戶和經(jīng)銷商的問題[3]。為了減少食品浪費(fèi)，提高保鮮質(zhì)量，納米材料保鮮技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，不僅克服了傳統(tǒng)保鮮法中成本高、果蔬水分易流失等弊端[4]，還以環(huán)保、安全的優(yōu)勢(shì)獲得社會(huì)各界的青睞，為果蔬保鮮奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 納米材料及其特點(diǎn)

納米是一種長度計(jì)量單位，1 nm 的長度比單個(gè)的細(xì)菌長度還要小很多。納米材料主要是指三維中至少有一個(gè)維度為納米大小的材料[5]。由此可見，材料的尺寸非常小，并且結(jié)構(gòu)較為特殊。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料也廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，近年來在食品行業(yè)也逐漸凸顯其價(jià)值和作用，尤其在食品檢測(cè)以及貯藏保鮮方面得到認(rèn)可[6]。

1.1 尺寸小

納米的尺寸比可見光波長小，光在納米材料中傳播時(shí)，能夠被納米材料吸收，從而破壞光傳播的周期性。將納米材料應(yīng)用到果蔬保鮮中[7]，能夠屏蔽磁波等影響，提高果蔬的保鮮周期[8]。

1.2 表面效應(yīng)

表面效應(yīng)主要指母離子表面的原子和總原子數(shù)的比，也就是說，隨著納米材料粒徑的減小，表面原子數(shù)會(huì)相應(yīng)增加，從而使納米材料表面產(chǎn)生活性[9]。

1.3 超塑性

納米材料在特定條件下，具有較強(qiáng)的超塑性，也就是在不斷裂的情況下，能夠得以延伸[10]。將其應(yīng)用到果蔬保鮮中，能夠長時(shí)間保證果蔬新鮮[11]。

2 納米材料在果蔬保鮮中的應(yīng)用

納米材料是一種對(duì)人體無毒無害的材料[12]，同時(shí)能夠有效抑制生鮮食品生理代謝，減少果蔬腐爛變質(zhì)，延長貯藏期限，在食品保鮮方面具有良好的發(fā)展前景[13]。隨著納米技術(shù)水平的快速發(fā)展[14]，納米技術(shù)廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，充分地發(fā)揮著自身的重要作用與價(jià)值，尤其是在果蔬保鮮領(lǐng)域。納米技術(shù)由于自身優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)[15]，物理結(jié)構(gòu)具有特殊性，使用不同的納米材料，會(huì)使果蔬保鮮程度不同，納米技術(shù)在果蔬保鮮中起到了重要的作用，能夠提升果蔬品質(zhì)，減少資源的浪費(fèi)，滿足人們的日常需求[16]。

納米保鮮技術(shù)的應(yīng)用方式可以分為兩種：一是納米涂膜技術(shù)，二是納米包裝技術(shù)[17]，其中涂膜技術(shù)具有環(huán)保、抑制微生物增長等特點(diǎn)[18]；而納米包裝技術(shù)具有較高的強(qiáng)度與韌性[19]。

2.1 納米涂膜技術(shù)

采后果蔬水分流失較快，與周圍環(huán)境氣體產(chǎn)生反應(yīng)，極易引發(fā)變質(zhì)、腐爛等現(xiàn)象，而將納米涂膜材料應(yīng)用到采后果蔬保鮮中，能夠減少水分流失，阻隔果蔬與周圍氣體的接觸，從而有效抑制微生物的生長，有利于長時(shí)間保持果蔬的品質(zhì)[20]。除此之外，納米涂膜材料具有環(huán)保性，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，相對(duì)于傳統(tǒng)保鮮技術(shù)而言，不僅能夠減少不可降解包裝的使用量，還能提高果蔬貯存質(zhì)量[21]。

納米涂膜技術(shù)采用納米材料的微氣調(diào)理論，把成膜材料采用噴覆的方法，使其能夠附著在果蔬表面，產(chǎn)生了半透膜的視覺感，主要應(yīng)用在半食性的果蔬中。該技術(shù)不會(huì)對(duì)果蔬化學(xué)農(nóng)藥殘留檢測(cè)產(chǎn)生任何的影響[22]，而且能夠保持果蔬品質(zhì)[4]。

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，加大了對(duì)果蔬保鮮方法的研究力度，以納米半透膜技術(shù)為重要的基礎(chǔ)，研發(fā)出了非金屬無機(jī)納米半透膜[23]，主要的特點(diǎn)是其所采用的納米硅氧化物材料，更具有環(huán)保性，保鮮效果也更高效等。與半透膜法相比，有效地解決了果蔬硬度變大、品質(zhì)下降等問題[24]。例如：果蔬采用殼聚糖-納米SiO2混合涂膜的方法對(duì)龍眼進(jìn)行保鮮，龍眼腐爛率得到有效地控制，腐爛率降低了17%[25]，失重率也只有4.2%，并且還抑制了多種生物酶的活性[26]。然而，由于單一涂膜劑的組成成分相對(duì)較少，功能性相對(duì)較差，保鮮效果雖然相對(duì)于傳統(tǒng)保鮮方式有了很大改善，但還不能達(dá)到足夠的穩(wěn)定性，需要相關(guān)研究人員和專家進(jìn)一步完善，深入研究和開發(fā)復(fù)合涂膜劑，為納米涂膜技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 納米包裝技術(shù)

納米包裝技術(shù)常見的果蔬包裝材料有聚氯乙烯（PVC）、多以聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等，這些材料成本均較低[27]，但可能會(huì)影響果蔬品質(zhì)與食品的安全性。

納米包裝材料保鮮果蔬時(shí)，能夠?qū)?xì)菌進(jìn)行阻隔、抗菌等，尤其是對(duì)微生物能夠起到降解的作用，與傳統(tǒng)包裝材料相比[28]，具有較強(qiáng)的強(qiáng)度與韌性[5]。把納米包裝材料與高分子聚合物、超微粒子納米材料進(jìn)行結(jié)合探究，創(chuàng)新果蔬保鮮方法，研發(fā)出復(fù)合型的納米包裝材料，廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮中，不僅解決了傳統(tǒng)果蔬包裝材料的不足，而且加強(qiáng)了對(duì)果蔬的保護(hù)。

納米材料在鮮切果蔬保鮮中也有著廣泛的應(yīng)用。鮮切果蔬又稱為輕加工果蔬，主要是把新鮮果蔬進(jìn)行外部的修整、去皮等，能夠使果蔬100%地被利用，對(duì)此類果蔬的保鮮更需要加強(qiáng)。由于果蔬經(jīng)過鮮切加工后會(huì)加速其水分和營養(yǎng)的流失[29]，從而嚴(yán)重影響其作用、功能以及口感。而且鮮切果蔬的創(chuàng)面容易滋生微生物，加劇了果蔬腐爛和變質(zhì)等不良現(xiàn)象的發(fā)生[6]。因此，需要提高對(duì)鮮切果蔬保鮮方法的重視，采用納米技術(shù)，能夠有效解決鮮切果蔬產(chǎn)生的問題，為果蔬保鮮開發(fā)出更多具有科學(xué)性的保護(hù)方法。在具體保鮮過程中，可以將納米材料進(jìn)行加工，使其形成纖維素膜，并將其作為鮮切果蔬的包裝。研究表明，改良后的纖維素膜能夠有效抑制果蔬水分的蒸發(fā)以及微生物滋生，同時(shí)減緩蔬菜葉綠素含量的下降，具有阻隔性較強(qiáng)、穩(wěn)定性較高、抗菌效果好等特點(diǎn)。當(dāng)前，納米材料在鮮切果蔬保鮮方面的應(yīng)用尚處于起始階段[30]，還需進(jìn)一步開發(fā)，從而推動(dòng)納米材料保鮮技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)果蔬新鮮的需求相應(yīng)增加，納米材料的研究和開發(fā)使果蔬保鮮得到了空前發(fā)展，同時(shí)，納米材料以其抑菌效果好、阻隔性能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)受到社會(huì)各界的青睞和應(yīng)用。然而，由于當(dāng)前納米材料在果蔬保鮮中的研究尚處于發(fā)展階段，還有較大的空間有待開發(fā)，主要可以從以下幾方面進(jìn)行深入研究：第一，降低納米材料的成本；第二，優(yōu)化和改進(jìn)工藝流程；第三，由于納米材料具有特殊性，人體對(duì)其吸收要高于其他物質(zhì)，所以需要深入研究其安全性；第四，當(dāng)前市場中納米材料應(yīng)用與果蔬保鮮種類較少，所以需深入開發(fā)納米材料的種類；第五是由于納米材料尺寸小、吸附性相對(duì)較強(qiáng)，在使用過程中極容易擴(kuò)散，需要進(jìn)一步研究其加工的穩(wěn)定性，從而為果蔬保鮮貢獻(xiàn)更大的力量。