发布时间 : 星期三 文章纳米技术在食品加工和安全检测中的应用更新完毕开始阅读f6af81a9f78a6529647d53f2
纳米技术在食品加工和安全检测中的应用
摘要：纳米技术是在纳米尺度理解、控制和操纵物质世界的一项新技术，已在
材料、化工、医药、食品等领域得到了广泛的应用。本文介绍了纳米技术在食品加工与安全检测方面的应用。
关键词：纳米技术 安全检测 食品加工
Nanotechnology application in food processing and safety
inspection
Abstract ：Nanotechnology was a new technology of understanding，controlling，
and manipulating matters at the nanoscale.It had been widely used in the fields of materials ，chemical industry、medicine、food、and so on. This paper introduces the nanometer technology in food processing and safety testing applications.
Key words：Nanotechnology security detection food processing
一、 前言
纳米技术是指在纳米尺度(0.1~100 nm)上利用原子、分子结构的特性及其相互作用原理，并按人类的需要，在纳米尺度上直接操纵物质表面的分子、原子乃至电子来制造特定产品或创造纳米级加工工艺的一门新兴学科技术[1]。纳米技术加深了人们对于物质构成和性能的认识，使人们在物质的微观空间内研究电子、原子和分子运动的规律和特性，运用纳米技术我们可以在原子、分子的水平上设计并制造出具有全新性质和各种功能的材料[2]。由于纳米材料表现出的新特性和新功效，纳米技术的迅速发展将引发一场新的工业革命，已广泛应用在原料化工、医药、通讯、能源等领域。最近几年，在食品及其包装行业中的应用，更是带来了一场革命，使食品工业得到了改进，生产效得到了提高，还开发、生产了许多新型功效的食品、具有特殊功能的保健食品和食品包装材料[3]。随着纳米材料在食品工业中的广泛应用，纳米技术必定倍受关注。本文介绍了纳米技术在食品加工和食品安全检测中的应用。
二、纳米技术在食品加工中的应用
目前， 纳米技术在食品加工中的应用还处于一个初级阶段， 纳米技术在食品上的应用主要表现在食品原料纳米级处理、食品纳米加工机械设备的使用、纳米加工技术应用方面。
2.1纳米食品
食品纳米技术， 就是把以微细加工为特点的纳米技术应用于食品工业领域。纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品，纳米食品不仅意味着原子修饰食品或纳米设备生产食品，而是指用纳米技术对食品进行分子、原子的重新编程，某些结构会发生改变，从而提高某些成分的吸收率， 加快营养成分在体内的运输，延长食品的保质期等。
吴仁毅等[5]研究发现，将碳酸钙经纳米级超微细化，通过装置处理后的钙制剂，98% 的有效成分可被吸收。而人体对铁的吸收利用与其颗粒度有密切的联系，将铁粉制成纳米级颗粒添加到食品中，能进一步提高铁粉的相对利用度并改善铁粉的其他应用性能。 珍珠粉中含有多种矿物质元素， 且具有一定的抗菌消炎的作用。
[4]
2.2纳米加工技术
对人体能够消化吸收的蛋白质、脂肪和糖类化合物等营养物质，摄入时的颗粒越细，越易被吸收，尤其是脂肪类物质。经过纳米微细化的油脂成分因其细小很容易进入人体营养循环，进而提高对油脂的吸收利用率，纳米技术使人们摄入少量油脂就可满足正常的需要成为可能。利用纳米粉碎技术手段对淀粉、大豆纤维和动物骨头进行纳米化。淀粉经纳米化后，极大地改善了淀粉的老化、溶解、膨胀及增稠等性质，扩大和提高了淀粉在食品加工上的使用性能。大豆纤维纳米化后成为一种高活性的膳食纤维，吸附能力大幅提高，可作为吸附剂和缓释剂使用， 保护易挥发的香味成分以及按人们的需要缓慢释放营养成分。动物骨经纳米化后口感细腻，比表面积增大，可溶性增强，生理价值与吸收率大大提高，对人体缺钙问题的解决，有极大的研究与应用价值，同时纳米骨还可水解制成各种风味调味品[6]。
2.3纳米过滤膜（器）
新型纳米级净水剂具有极强的吸附能力，可以将污水中的悬浮液、铁锈、异味等污染物除去。采用纳米孔径的过滤装置，可滤去水中的细菌、病毒，而保留矿质元素。自来水经过纳米技术净化后，质地清澈，无异味，成为高质量的纯净水，可以直接饮用[7] 。
利用纳米过滤膜（器），可以分离某些高活性的蛋白质、肽类物质、维生素及矿物质等，且分离纯化效果良好。纳米滤膜（器）目前主要用于浓缩乳清及牛奶、调味液脱色、提取鸡蛋黄中的免疫球蛋白、回收大豆低聚糖、调节酿酒发酵液组分、浓缩果汁及分离氨基酸等方面[8] 。
三、纳米技术在食品安全检测中的应用
食品安全分析检测技术是保证食品安全的一项重要技术手段， 也是食品工业一个长久和重要的研究方向，在很大程度上影响着食品工业和食品科学的发展。纳米技术是现代科技的最新研究成果，利用纳米颗粒比表面积大、表面反应活性高、催化效率高、吸附能力强等特性，把纳米颗粒与纳米技术与生物学、免疫学、电化学及材料技术结合，应用到现有的食品安全分析检测方法中，能促进食品的安全检测技术取得普遍和快速的发展。用于食品安全检测的纳米技术主要有：免
疫纳米金技术、纳米量子点的生物荧光标记技术、纳米生物传感器。
3.1免疫纳米金技术
纳米金免疫技术是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程， 由于金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，用于定性或半定量的快速免疫检测方法。
3.2纳米量子点的生物荧光标记技术
量子点具有普通荧光物质无法比拟的光学特性，因而将其作为荧光探针用于生物分子的标记和检测，从而在细胞定位、信号转导、胞内组分的运动和迁移以及临床诊断等研究中发挥巨大作用，是其在生物科学中最有前途的应用之一。纳米量子点的生物荧光标记物技术可以进行免疫分析、快速诊断。[9]
3.3生物纳米传感器
纳米技术引入生物传感器领域后，提高了生物传感器的灵敏度和其它性能，并促发了新型的生物传感器。因为具有了亚微米尺寸的换能器、探针或者纳米微系统，生物传感器的各种性能大幅提高，并且可以实现高通量的实时检测分析。功能性纳米颗粒(如电子性质的、光学性质的和磁性的)固定在生物大分子(如多肽、蛋白、核酸)上，可制成用于生物信号检测、信号转换和放大的传感器，其可分为声波、光学、磁性和电化学等种类。 生物纳米传感器可检测食品中化学污染物并标记损失分子和病毒，从而可更好控制、检测和分析生物结构纳米环境[10]
四、结语
纳米技术在食品领域的应用才刚刚开始，大量的科学问题有待发现、研究，产业化的实现还要经过漫漫长路。食品纳米技术的理论和技术以及特殊功能的作用机制还需要进行更为深入的研究，如纳米粒子的制备关键技术中，纳米粒子的团聚与分散，确定理想的固体分散平衡体系；在纳米材料的使用中，要研究材料设备在使用环境中的结构和性质的稳定性；以及食品和营养素经纳米化后新功能和新特性的产生机理及其引起的显著的或潜在的安全问题。无论如何，纳米粒子的神奇，纳米技术的应用，都会引起新一轮的食品科学产业革命，推动生产力的发展，改变人们的饮食结构和生活方式，甚至会改变人们的思维方式。
参考文献：
[1] 赵树朋，杨瑛，屈平，等.纳米技术在农业工程中的应用[J].农机化研究， 2006(2) ：119-120.
[2] 刘彩云，周围，毕阳，等.纳米技术在食品工业中的应用[J].食品工科技， 2005 ，26(4) ：185-186.
[3] 李华佳，辛志红，胡秋辉.食品纳米技术与纳米食品研究进展[J].食品科学， 2006 ，27(9) ：271-274
[4] 王朝宇,邱树毅,吴远根.纳米抗菌粉体在芒果保鲜中的应用研究[J].食品科学,2005,26(10):246-249.
[5] 赵秋艳.李汴生.新型铁营养强化剂——超微细元素铁粉 [J].食品与发酵工业，2001，27(6)：67-69
[6] 涂宗财，候鹏，等.纳米技术及其在食品中的研究应用概述[J].江西食品工业，2004(2)：16-17.
[7] 张中太，林元华，唐子龙，等.纳米材料及其技术的应用前景[J].材料工程， 2000(3)：42-47.
[8] 何映平.纳米材料及其在食品工业中的应用实例[J].热带农业科学， 2001(4)：74-76.
[9] 伍林，曹淑超，易德莲，等.纳米颗粒增强酶生物传感器性能的研究进展 [J]. 生物技术通报，2006(1)：30-32.
[10] 王翔.纳米材料与健康效应关系的研究进展[J].国外医学卫生学分册， 2005，32(1)：1-5