納米技術在食品工程中的應用探究

崔波

近些年，納米技術發展速度越來越快，應用范疇也越來越廣泛。納米技術在食品工程領域中的應用展現出諸多優勢，同時也成為推動食品工程持續高質量發展的強勁力量之一。在實際應用過程中，以納米技術為基礎制備出來的各種特殊功能納米材料，在改善制品品質、口感、色澤等方面發揮著不可替代的重要作用。為了進一步提升納米技術在食品工程中的應用效率，本文將立足于食品工程領域，就納米技術的具體應用情況進行深入分析和探究。

縱觀當前納米技術在各個行業的實際應用情況，其涵蓋范圍呈現出越來越廣泛的趨勢，從醫學到環境、從能源到食品等，隨處可見納米技術的身影。在食品工程中應用納米技術，不僅有助于改善食品的質地、增加食品的營養價值、延長食品的保質期，而且有助于增強食品的安全性，讓廣大消費者更安心地食用，這對于提升消費者的身體健康水平和物質生活品質都有著重要價值和意義。

1.食品工程中應用納米技術現狀闡述

眾所周知，納米技術的出現對于人類科學技術領域的發展而言可謂是一個重要轉折點和里程碑。在納米技術的助力之下，現代人改造和利用自然的能力又延伸到了更深層次，達到了原子、分子水平?，F階段，就食品工程領域而言，人們已經成功利用納米技術重新組合原料來生成新的食品類型，比如，納米顆粒便是其中代表性的產物。納米顆粒尺寸小、表面活性高、比表面積大，可以更好地改善食品的質地、顏色，也可以更有效地提高食品的口味，提升食品中營養成分的吸收概率。

2.納米技術在食品工程中的應用形式

2.1納米食品

何為納米食品，即應用納米技術對可食用天然物、合成物、生成物等原料進行加工制作，最終形成粒徑小于100nm的食品。食品在經過超細微加工之后，保質期會得到延長，而且吸收率會更高一些。目前，納米食品主要包括以下幾種。其一，納米鈣。納米鈣不同于常規大顆粒碳酸鈣，在經過納米技術處理之后，納米鈣會有更強的親水性，而且鈣分子活躍程度會更高，這樣人體吸收起來會更容易一些。其二，納米淀粉。淀粉在經過納米技術處理之后會產生更加爽滑細膩的口感。在一些特定的食品領域，納米淀粉是可以替代脂肪的，于是便有了低脂產品的出現。其三，納米固醇。植物固醇在經過納米技術處理之后，在溫度合適的情況下會被均勻地加入到人造黃油里面，進而可以更迅速充分地融入水和脂肪。當前，納米固醇也被廣泛應用到酸奶、色拉油、冰淇淋等食品里面。

2.2納米抗菌材料

納米抗菌材料可以有效防止微生物的生長，及時殺死或者抑制細菌的繁育。納米抗菌材料的核心成分是抗菌劑，抗菌劑不僅可以抑菌，而且可以殺菌，此外，抗菌劑的安全性和持久性會更強一些。利用納米抗菌材料的特性，納米材料冰箱便展現出非常強的抗菌功效，放入冰箱里的食品可以得到更長時間的保藏。另外，目前市面上已經陸續出現了納米材料的無菌餐具，未來也會成為一種趨勢。根據微生物作用機理的不同，納米抗菌材料可以劃分為兩種類型：其一是光催化半導體材料，即利用光的催化作用，和H2O或0H-反應，生成一種具有強氧化性的羥基而殺死病毒，如納米氧化鋅、二氧化鈦等材料；其二是抗菌活性金屬材料。目前，抗菌活性金屬材料被廣泛應用于食品企業的各個生產制作環境，諸如加工車間、原材料庫、成品庫、裝運箱等，還有便是銀系無機抗菌材料，即利用Ag+可使細胞膜上的蛋白失活而殺死細菌。

2.3納米紫外線屏蔽材料

當前，食品工業領域對紫外線殺菌技術的要求越來越高，之前所適用的紫外線殺菌技術在經過高能量的紫外線照射之后，食品本身的微生物、芳香化合物容易被破壞，甚至會引起食品中油脂氧化、色素分解、高分子材料老化等一些問題，進而使得食品變質。而納米紫外線屏蔽材料的出現和應用，將納米無機超微粒子紫外線吸收劑添加到包裝材料中，成功取代了之前紫外線殺菌方法，既保證了食品本身的新鮮度，而且可以有效降低或者避免紫外線的破壞作用。

3.納米技術在食品工程中的具體應用

3.1納米顆粒在增強食品營養中的應用

納米顆粒在增強食品營養方面有著非常重要的應用價值。納米顆粒具備特殊性質，可以將營養成分包裹在表面或者內部。這樣一來，人體會更容易吸收和利用這些營養成分，這對于提升食品的營養價值有著非常大的作用。實際食品生產加工過程中會將維生素、微量元素等制備成納米顆粒的形式，它們在人體內的生物利用率便可以得到有效增加。舉例來說，其一，當前食品中的鐵成分就有制備成納米顆粒形式的，這樣人體便可以更高效率地吸收鐵成分，在防治貧血方面意義重大；其二，食品中的大豆蛋白成分也可以制備成納米顆粒的形式，可以有效提高大豆蛋白的營養價值；其三，膳食纖維也可制備成納米顆粒的形式，將水溶性膳食纖維制備成納米顆粒的形式，以此來增強膳食纖維的功效，在降低人體血脂、調節腸道功能等方面有著很好的作用；其四，現在很多乳制品中的營養成分也制備成了納米顆粒的形式，比如把酪蛋白和乳清蛋白制備成納米顆粒的形式，這便可以在很大程度上提升它們在人體內的吸收率，乳制品的營養價值也可以得到增強。

3.2納米技術在食品儲藏保鮮中的應用

納米技術的微觀性特征顯著，納米晶體本身活性很高，而且晶體的體積會根據分子數量的變化而變化，這就決定了納米技術功能的特殊性。納米技術在食品儲藏和保鮮方面發揮著重要作用。食品的營養成分和它自身的新鮮程度是成正比的，即食品越新鮮，營養成分會越高，所以食品工程中必須高度關注食品的儲藏和保鮮方式，盡全力去避免腐壞變質情況的出現，應積極采取一系列儲藏保鮮措施，充分保證食品的新鮮程度。納米技術在食品儲藏保鮮中的具體應用原理是：納米技術所具備的高分子物理性質本身就有著比較強的抑菌、殺菌、清潔效果，可以有效阻隔二氧化碳以及紫外線的吸收，在食品表面涂抹膜劑之后，食品表面就會出現一層納米粒子結構，使得食品的新鮮度可以得到更好的保障，食品的保質期也可以得到延長。

3.3納米技術在功能性食品生產中的應用

功能性食品在現代人的生活中占據著越來越重要的位置?，F代社會生活節奏快，人們長期處于比較大的生活壓力之下，越來越多人的身體處于亞健康狀態，這不僅影響到了人體本身的各項機能，而且對于人體的抵抗力也有很大的影響。所以，現代人對功能性食品或者保健類食品的需求越來越多，標準也越來越高。與基礎性食品不同，功能性食品的功效在每一個人身上的體現并不相同，其與個人身體素質、食品的服用計量和方式以及食品成分等都有著非常緊密的關聯性。一般常規的功能性食品中微量元素的水溶性是比較差的，這也是之前影響功能性食品效果的一個主要原因。而在納米技術的引入和應用過程中，納米技術成功將部分難以吸收的物質進行了改性處理，經過改性之后的功能性食品中的微量元素會更容易被人體吸收和代謝。如此一來，微量元素的穩定性便得到了充分保障，而且功能性食品的實際食用效果也變得更加理想。

3.4納米技術在食品包裝中的應用

當前，食品外包裝中對納米材料的應用率變得越來越高，這與納米材料自身的特性和功能有著緊密關聯。首先，納米材料的延展性很好。利用納米材料對食品進行包裝，可以有效隔絕外界因素對食品的污染，有效隔絕空氣中的病毒、細菌以及微粒等，這樣一來，食品在后期儲存、運輸中便可以保持更強的抵御外界污染和破壞的能力。其次，納米材料是可再生材料。納米材料的成分主要包括生物脂質和多糖，從環保角度來看，納米材料也是首選。但是需要注意一點，即用納米材料進行包裝的食品本身是有重量存在的，而食品過重會導致材料功能下降。目前來看，納米技術的穩定性還有著很大的上升和完善空間，還需要技術研究人員進行深入攻關?，F階段，在食品工程領域，有機蔬菜、酒水等利用納米級食品包裝會更多一些，這與食品自身的種類和特點密不可分。鑒于有機蔬菜、酒水等食品自身的特殊性，需要通過納米包裝材料來降低壓力，同時盡可能避免運輸對食品自身性能造成的影響。

3.5納米技術在食品安全監測中的應用

在食品工程領域，食品安全占據第一位，而在食品安全中食品安全監測更是占據著重要位置。目前，針對食品安全的監測主要借助各種先進且大型的儀器，如氣相色譜。這一類監測儀器的確可以很好地保證食品安全監測結果的準確性和可靠度，但是這類監測有一個嚴重的弊端或者問題，即監測成本太高，而且一些特殊食品的監測周期也比較長。在此背景下，納米技術逐漸嶄露頭角，慢慢應用在了食品安全監測領域當中，即利用納米生物傳感器技術來對食品安全進行有效監測。納米材料本身是能夠檢測出食品性能的，而且與儀器監測方式相比，這一技術更具經濟優勢，不僅簡單高效而且投入也比較小?，F階段，食品安全監測中應用到的納米材料主要有石墨烯、碳納米管等。用石墨烯材料檢測食品里的微量元素和成分，檢測結果非?？?，而且精準度很高。從當前納米技術在食品安全監測中的實際應用效果來看，納米技術在食品安全中的應用有著廣闊應用前景，但是在未來應用中還需要進一步改進安全評估和監管，尤其是要保證食品加工中使用的納米材料必須嚴格按照國家規定的安全標準和規定來執行，要保證其對人體健康以及生態環境的安全性。

4.納米技術在食品工程領域的未來應用展望

在食品工程領域，納米技術的地位已不容撼動，其在該領域扮演著至關重要的角色，發揮著不可替代的重要作用。首先，納米技術在進一步推進食品安全、營養、功能以及品質提升中起著非常關鍵的作用，而且納米材料的應用在很大程度上起到了節約作用。近些年，納米技術在食品工程領域中的應用成果有目共睹，但是這并不意味著納米技術在食品工程領域已經得到了完全充分的應用。相反，針對納米技術在食品工程中的應用研究還有著非常大的拓展和提升空間，在實際應用過程中也暴露出了一系列問題，比如，納米食品雖然可以有效縮減食品的尺寸大小，但是由此產生的粉料污染還未尋找到切實可行的解決措施。另外，納米顆粒雖然可以提高人體對食品營養成分的吸收率，但是也有可能會對人體重要的酶活性造成損害，或者造成遺傳物質突變以及中樞神經系統紊亂等。除此之外，現階段我國針對納米食品的安全性評價還不夠權威和全面，始終未能建立起一個統一科學的考量標準，這不僅不利于食品安全的管控，而且對于納米技術帶來的效益還有待進一步研究。在未來，納米技術在食品工程中的應用研究目標和方向還是相對比較明確的，其重點是聚焦可食用天然包裝材料、納米顆粒、納米成分的設計研究以及其所產生的影響等。雖然目前納米技術在食品工程應用過程中還存在著一系列問題，但相信在不久的將來，這些問題都會隨著研究的深入而被逐步解決，納米技術在食品工程領域也會得到越來越廣泛的應用。

結束語

食品工程領域應用納米技術已然成為了一種必然趨勢，納米技術成功解決了食品工程領域很多積攢已久的問題，而且在實際應用中也展現出比較理想的效果。納米技術作為一種微量級別技術形式，可形成納米級的細胞結構，而且凸顯出越來越豐富多元的材料性質。這些都為食品工程領域的改革與創新提供了新的思路，納米技術將是推動食品工程實現高質量發展目標的強勁力量。