摘要：纳米技术是一门能够在纳米尺度上理解、控制和操纵物质世界的科学和技术，它已被广泛应用于原料化学、医药、通讯和能源领域。文章综述了纳米技术及其在食品加工、食品包装、食品机械和食品检测中的新应用，并简要提出了其未来的发展趋势，并认为有必要为纳米食品的生产和使用制定相应的规范和标准。
关键词：纳米技术；食品科学；应用
1.纳米技术
自从上个世纪90年代出现纳米技术后，在纳米技术领域的新概念、新名词、新材料不断涌现，使得人们对纳米技术的理解不够透彻，对其研究也处于初级阶段。其实，纳米技术是一门基础研究与应用研究多学科交叉的科学，不管是在原子、分子或者是在超分子角度上对其分析，纳米技术都堪称是一项新的、空前的技术创新，对今后物学的发展起着重要作用。纳米技术的目标主要是根据纳结构所具有的特性和功能，结合人们的需求，对材料进行加工，并制造具有特定功能的产品，给人们带来全新的技术革命。此外，在设计过程中在原子、分子的水平上运用纳米技术进行材料设计，进而制造出具有全新性质和各种功能的材料，从而满足人们日益增长的生活需求。此外，纳米材料因其尺寸上的微观性(1~100纳米)，由于材料的微观粒子足够小，从而表现出特殊的热学、力学、物与化学性能，并具备特殊的功能，是功能材料制备的首选，由此可见，纳米材料具有优异的表面效应、晶粒尺寸小、体积效应和量子尺寸效应优良，使得纳米材料与通过纳米技术制备的工艺已经广泛应用于食品、材料制备、化工生产、医学以及生物工程等各种领域，不仅给人们带来巨大的效益，还会对各学科领域的发展产生深远的影响与变革。
2.纳米技术在食品科学中的应用
现阶段，我国科学技术发展的速度非常快，人们在日常生活中对食品的关注度比较高，纳米技术在食品科学工程中应该广泛，如食品包装、食品贮藏保鲜、安全监测及一些丰富食品的功能开发等。
2.1纳米技术在食品包装中的应用
食品包装是食品商品的组成部分，其主要功能是起阻隔作用和缓冲作用，使容器内成分不能穿透、逸漏，而外界的空气、光线、水分、热、异物、微生物等不能进人容器与容器内物质接触，使食品在运输、贮存过程中避免受到各种外力的振动、冲击、挤压、变形和破损。目前食品包装中较多使用的是天然可食生物材料，如多糖类、蛋白质类和脂类，但其特点各有不同。多糖类如淀粉、纤维等成本低，阻氧性好，但阻水性能差；蛋白膜可塑性、弹性和阻氧性良好，但阻水性差；脂类膜阻水性良好，但阻氧性和机械性能差。而纳米材料能较好的解决上述问题。
当前，国内外研究的纳米包装材料主要是聚合物基纳米复合材料(PNMC)，已经研发成功的包括:纳米Ag/PE类、纳米TiO2/PP类、纳米蒙脱石粉/PA类等。这些材料被广泛应用于啤酒、饮料、果蔬、肉类、奶制品等的包装。研究结果表明，相比于普通包装材料，纳米包装材料在某些物理、化学、生物学性能上有大幅度提高，如可塑性、稳定性、阻隔性、抗菌性、保鲜性等。李冬梅等用纳米包装材料包装酱牛肉，并测定其理化指标、感观和微生物指标进行分析，结果表明，纳米材料能有效抑制酱牛肉中细菌的生长繁殖，降低挥发性盐基氮的产生，并延长了酱牛肉的保质期，能很好的保存；产品的色泽和风味。
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2.2纳米技术在贮藏保鲜中的应用
蔬菜和水果中的维生素含量高，科学领域十分关注采用科学技术对蔬菜和水果进行保鲜，当前保鲜常用的技术包含：冷藏方式、防腐方式、臭氧方式和气调方式等。但以上保鲜技术的使用受到不同因素限制，普及效果较差。纳米材料本身具有杀菌消毒、低透氧、阻挡CO2且能够吸收紫外线等优势，其自身洁净功能和阻挡功能强，应用十分方便，限制较少。在纳米材料上涂上涂膜剂，能够延长蔬菜和水果的保鲜时间，当前诸多纳米材料已被应用在蔬果保鲜上，例如纳米二氧化钛、银系纳米材料等。
2.3纳米技术在食品检测中的应用
随着计算机技术的飞速发展，使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展，并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术，采用选择性结合靶分子的生物探针，对食品进行安全监测的技术。因为，纳米材料本身就是非常敏感，对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏，将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合，可以制备新型的传感器件，并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来，人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如，在传统的检测领域，尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌，从而无形中增加监测步骤，同时过程繁琐而费时费力，然而，利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器，不仅能够大大减少检测所需的时间，还可以提高检测的灵敏度，进而提高监测效率与精确度。
2.4纳米技术在开发功能食品中的应用
随着经济水平的不断提高，人们的生活压力越来越大，影响着人们的健康。如今，人们逐渐把目光转向新食品功能的研究和开发。功能食品的研发改变了食品的成分，人们日常保存和食用食物的方式会影响食物的功能，一些食品中的功能可能会对周围环境敏感，使人们无法正常有效地吸收食品中的营养，从而失去功能食品研发的目的。然而，纳米技术应用于食品后，可以保证食品中的功能成分和营养成分，从而加速人体对营养的吸收。因此，在未来功能食品的研发中，纳米技术的应用将会越来越广泛。
3.纳米技术应用展望
纳米材料已在食品科学应用起到了关键作用，纳米技术能改善食品的营养功能、安全性和食品品质，对材料的节约也功不可没，推进整个食品科学领域的快速发展。但我们对纳米技术的了解和研究还没有足够深入，纳米技术在实际应用中依然存在漏洞，在纳米食品的生产过程中，需要采用球磨的方法来减小食品的尺寸从而达到纳米级别，产生粉料污染的结果也是无法避免的。另外，纳米颗粒能够通过渗透或者扩散等形式进入人体内，可能会对人体重要的酶活性损坏、遗传物质突变、中枢神经系统紊乱等产生不利影响。目前，我国乃至国际上都没有对纳米食品行业制定一个统一的考量标准，无法对纳米食品进行安全性评价，也不利于食品安全的管控。我们面对纳米技术带来的效益时，也要加强对其研究，争取将纳米技术的优点发挥到极致，将损害降到最低。下一步研究的方向主要包含：具有纳米结构的可食性天然包装材料、纳米成分对纳米食品可能产生的生理影响和纳米成分的设计等。虽然我们需要面对和解决的难题还有很多，但可以看见纳米材料对食品安全领域带来的成效，纳米技术也一定会在未来为我们带来更多的益处。
4.结语
虽然像其他国家一样，我国纳米技术在食品科学领域仍处于基础研究阶段，但它已经渗透到食品工业的一些领域。随着纳米技术的发展，食品科学将会引发一场新的革命，人们的饮食和生活方式将会发生巨大的变化。纳米技术将为人们提供适合健康和生命的有效、准确的纳米食品。
参考文献
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论文作者:金寿东
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
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