納米技術(shù)與食品安全

1、納米技術(shù)與食品安全中圖分類(lèi)號(hào)：G635.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：ISSN1672-2051 (2018) 09-010-03納米技術(shù)是20世紀(jì)80年代末90年代初迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新科學(xué)技術(shù)。目前，納米技 術(shù)已經(jīng)成為革命性的傳統(tǒng)食品科學(xué)和食品工業(yè)最有前途的技術(shù)之一。1、相關(guān)概念1.1納米技術(shù)：納米技術(shù)是指通過(guò)操作原子、分子或超分子，得到的具有納米尺度獨(dú)特性質(zhì) 和功能的新結(jié)構(gòu)、裝置的技術(shù)，其納米尺寸為1-100nm。納米技術(shù)的目標(biāo)是利用納米結(jié)構(gòu)所 具有的特性和功能對(duì)材料進(jìn)行加工，并制造具有特定功能的產(chǎn)品1。1.2納米食品：納米食品是指在生產(chǎn)、加工或包裝過(guò)程中采用了納米技術(shù)手段或工具的食品2。

2、納米食品不僅僅意味著就是原子修飾食品或納米設(shè)備生產(chǎn)的食品，而是指用納米技術(shù)對(duì) 食物進(jìn)行分子、原子的重新編程，某些結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，從而能大大提高某些成分的吸收率， 加快營(yíng)養(yǎng)成分在體內(nèi)的運(yùn)輸，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。2、納米技術(shù)在食品中的應(yīng)用2.1納米技術(shù)與食品加工納米技術(shù)原理特點(diǎn)與傳統(tǒng)技術(shù)的比較在食品中的應(yīng)用納米膠囊技術(shù)利用天然的或者是合成的高分子包囊材料，將固體的、液體的甚至是氣體的囊 核物質(zhì)包覆形成的一種直徑在1-5000nm范圍內(nèi)，具有半透性或密封囊膜的微型膠囊的技術(shù)3。能屏蔽不良味道、顏色和氣味，延長(zhǎng)物質(zhì)揮發(fā)性，降低毒性，具有緩釋和控釋以及良好 的靶向性等4。易于分散于水中形成透明膠體，易降解

3、，良好的靶向性和緩釋作用3。果蔬 汁和固體飲料加工制備粉末油脂食品添加劑加工功能食品中應(yīng)用納濾技術(shù)納濾類(lèi)似于反滲透與超濾，均屬壓力驅(qū)動(dòng)的膜過(guò)程，是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離 過(guò)程5。孔徑小、操作壓力低、經(jīng)濟(jì)、耐壓密性和抗污染力能較好6。營(yíng)養(yǎng)成分損失極 少，適合于熱敏性物質(zhì)的分離、分級(jí)、濃縮與富集。不發(fā)生相變化無(wú)色素分解和褐變反應(yīng)。無(wú)添加劑7。低聚糖的分離和精制9果汁的濃縮7牛奶及乳清蛋白的濃縮8油脂中游離脂肪酸的分離8食品用水的凈化8超微粉碎技術(shù)超微粉碎技術(shù)是借助機(jī)械設(shè)備，將物料顆粒快速粉碎至微米級(jí)的過(guò)程，是食品 加工過(guò)程中物料前處理的關(guān)鍵技術(shù)10具有良好的化學(xué)活性、吸附性、分散性以及溶解性，

4、營(yíng)養(yǎng)成分更易溶出并保持其生物活性11。軟飲料加工12-13果蔬加工15糧油加工14調(diào)味品加工冷食制品加工用于棒冰、雪糕類(lèi)的生產(chǎn)2.2納米技術(shù)與食品包裝16-18納米技術(shù)特點(diǎn)與傳統(tǒng)包裝材料的區(qū)別應(yīng)用納米包裝材料抗菌劑納米金屬氧化物較廣譜的殺抑能力，枯草芽孢桿菌的抑制能力最強(qiáng)，其次是傷寒沙門(mén)氏菌、 大腸桿菌、金黃色葡萄球菌納米包裝技術(shù)可以改善包裝材料的性能，延長(zhǎng)其使用壽命；在某 些物理、化學(xué)、生物學(xué)性能上有大幅度提高，如可塑性、穩(wěn)定性、阻隔性、抗菌性、保鮮性 等2。液體奶，飲料，啤酒納米金屬粒子優(yōu)良的耐熱、耐光性和化學(xué)穩(wěn)定性；高效防腐功能，抗菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)果蔬汁生產(chǎn)保鮮膜抗紫外線防止紫外線對(duì)食品的破

5、壞，使食品保持新鮮，增加塑料包裝的用途和壽命。 果蔬，肉類(lèi)高強(qiáng)度阻氧、阻二氧化碳使被包裝的食品色、香、味不變營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生、保質(zhì)期可靠安全。香 腸、火腿、泡菜氧化乙烯抑制果蔬后熟，延長(zhǎng)貨架期果蔬2.3納米技術(shù)與食品檢測(cè)18-20納米技術(shù)定義原理特點(diǎn)納米金免疫標(biāo)記技術(shù)納米金即指金的微小顆粒，其直徑在1-100nm，具有高電子密度、介電 特性和催化作用，能與多種生物大分子結(jié)合，并且不影響生物活性實(shí)質(zhì)是蛋白質(zhì)等高分子被 吸附到納米金顆粒表面的包被過(guò)程，由于金顆粒具有高電子密度的特性在金標(biāo)蛋白結(jié)合處， 在顯微鏡下可見(jiàn)黑褐色顆粒，當(dāng)標(biāo)記物在相應(yīng)的配體處大量聚集時(shí)，肉眼可見(jiàn)紅色或粉紅色 斑點(diǎn)，用于定性或半定量

6、的快速免疫檢測(cè)方法不影響生物活性，快速，靈敏，準(zhǔn)確、特異性 高納米生物傳感器生物傳感器，是一種對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀 器。待測(cè)物質(zhì)與分子識(shí)別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、動(dòng)植物組織、基因等）特異性 結(jié)合，發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的生物學(xué)信息，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器（包括電化學(xué)電極、半導(dǎo)體、 光學(xué)元件、熱敏元件、壓電裝置等）轉(zhuǎn)化為可以定量處理的電、光等信號(hào)，再經(jīng)儀表放大和輸 出，從而達(dá)到分析檢測(cè)的目的。選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低、能在線檢測(cè)量子點(diǎn)量子點(diǎn)，即一種特殊的納米微粒，也稱(chēng)納米量子點(diǎn)，又稱(chēng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)或半導(dǎo)體納米 微晶體，主要是由口-VI族或m-V族元素組成

7、，直徑在1-100nm，能夠接受激發(fā)光產(chǎn)生熒光。 當(dāng)顆粒尺寸進(jìn)入納米量級(jí)時(shí)，量子尺寸效應(yīng)使其能帶分裂為獨(dú)立的能級(jí)，具有寬的激發(fā)光譜、 窄的發(fā)射光譜、可精確調(diào)諧的發(fā)射波長(zhǎng)以及可忽略的光漂白等優(yōu)越的熒光特性，量子點(diǎn)作為 熒光標(biāo)記物已經(jīng)開(kāi)始在生物分析尤其在免疫分析、快速診斷。方法靈敏、特異、快速，良好 的穩(wěn)定性和生物相容性，可以與酶、抗體等生物大分子相連等特點(diǎn)固相萃取-HPLC聯(lián)用技術(shù)固相萃取是建立在傳統(tǒng)的液液萃取基礎(chǔ)上，填料為一般硅膠基鍵合 固定相，基于固體填料與樣品中的目標(biāo)化合物產(chǎn)生各種作用力，將目標(biāo)物與樣品基質(zhì)分離， 再用洗脫液洗脫，達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的該技術(shù)方法具有簡(jiǎn)單、靈敏度高的

8、特點(diǎn)， 能有效去除復(fù)雜樣品基質(zhì)中干擾3、納米技術(shù)在食品中的安全性21-22納米技術(shù)在食品加工中的安全評(píng)估環(huán)境安全（1）外納米粒子很容易以極快的速度擴(kuò)散到地 下水中，從而造成嚴(yán)重的水污染且難以?xún)艋?；?）進(jìn)入土壤中的納米粒子對(duì)土壤中微生物 產(chǎn)生毒性影響，威脅土壤中微生物的生物量；生態(tài)安全（1）納米材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用等過(guò)程中，不可避免地進(jìn)入由生物群落和無(wú)機(jī) 環(huán)境組成的生態(tài)系統(tǒng)中；（2）微生物、動(dòng)植物體內(nèi)積累的納米粒子，很可能會(huì)通過(guò)食物鏈 傳遞給下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)并造成危害，從而對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成一定的負(fù)面影響，對(duì)生態(tài)安全造 成威脅。生物安全生物安全是指對(duì)微生物、植物、動(dòng)物和人體等生物體構(gòu)成的可能危害

9、：（1）納米 氧化物能減少細(xì)菌的cfu值；（2）納米粒能夠抑制某些種子萌發(fā)和根系生長(zhǎng)；（3），納米 顆粒可能進(jìn)入體內(nèi)，導(dǎo)致體內(nèi)一些重要酶活性喪失和激素的分泌紊亂；還可能使遺傳物質(zhì)突 變，促進(jìn)細(xì)胞老化，增高腫瘤發(fā)病率等；（4）人體食用遷移有納米粒子的食物，可能會(huì)導(dǎo) 致納米粒子在胃腸部位積累，并通過(guò)胃腸壁的吸收進(jìn)入其它器官和組織中而造成危害。納米食品的安全性（1）由于納米食品改變了食品傳統(tǒng)食用方式，使其在人體內(nèi)的傳統(tǒng)代謝途徑 可能發(fā)生了變化，傳統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)方法難以全面檢測(cè)其安全性。（2）吸收明顯增加而容易導(dǎo) 致中毒，同時(shí)，對(duì)宏觀物質(zhì)的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不適用于納米食品。（3）由于納米尺度物質(zhì)的特 殊

10、性質(zhì)和穿透效應(yīng)，以及對(duì)機(jī)體作用方式和機(jī)制特性，傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)以及健康危險(xiǎn)評(píng) 估技術(shù)很難應(yīng)用。4、展望納米材料已在食品科學(xué)應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用，納米技術(shù)能改善食品的營(yíng)養(yǎng)功能、安全性和食 品品質(zhì)，對(duì)材料的節(jié)約也功不可沒(méi)，推進(jìn)整個(gè)食品科學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展。但我們對(duì)納米技術(shù) 的了解和研究還沒(méi)有足夠深入，納米技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)生態(tài)環(huán)境，生物體都存在著一定的 危害。目前，我國(guó)乃至國(guó)際上都沒(méi)有對(duì)納米食品行業(yè)制定一個(gè)統(tǒng)一的考量標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法對(duì)納米 食品進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，也不利于食品安全的管控23。我們面對(duì)納米技術(shù)帶來(lái)的效益時(shí)，也 要加強(qiáng)對(duì)其研究，爭(zhēng)取將納米技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到極致，將損害降到低。參考文獻(xiàn)：1方瑩，朱心強(qiáng)

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