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纳米保鲜材料,吃货的福音

发表时间:2020-09-01 21:33

超市里,许多冷藏的生鲜食品,以及盒装熟食、豆制品和切开的水果等,都是用保鲜膜封装好销售的。但是对于许多食品,用保鲜膜并不能真的保鲜,还容易滋生细菌和腐烂,比如草莓等水果。



那么什么技术可以真正地实现食品保鲜、并且可以适用于更多的食物呢?


一、概述


食品的保鲜是一门综合技术,所谓“保鲜”是指食品在保证安全的基础上,还能在营养、色泽、质地和风味等方面都能得到保证,保鲜的食品是原汁原味的食品。


食品保鲜包括防腐和保鲜两大方面:防腐是指针对微生物,一是防止微生物造成对食品的腐烂变质,二是防止产毒微生物如黄曲霉等的危害;保鲜是针对食品本质而言,指对其理化指标、生理指标和营养成分保留程度等的影响。而造成食品腐烂变质、不能长期储存的原因,主要是微生物和虫类的繁殖、生长,以及酶和周围环境中的理化因素(氧气、温度、湿度、光线引起的一系列生化反应如褐变等)。所以利用良好的保鲜技术对水果、蔬菜、粮食、禽蛋、熟肉制品、豆制品、凉拌菜、净菜、水产品等进行保藏,既可以延长食品的保质期,又可以提高储藏质量。


二、分类


现阶段主要的食品保鲜方法有涂膜保鲜、抗氧化剂保鲜、减压贮存保鲜、气调贮藏、辐照保鲜技术、高压保鲜、基因工程保鲜、塑料薄膜包装、食品速冻等几种方法。


❶涂膜保鲜:在果蔬表面人工涂一层薄膜,该薄膜能适当阻塞果蔬表面的气孔和皮孔,对气体的交换有一定的阻碍作用,因而能减少水分的蒸发,改善果蔬外观品质,提高商品价值。保鲜剂也叫脱氧剂或者叫除氧剂,常用的保鲜剂有化学保鲜剂,如脱水醋酸、8-羟基喹啉、5-乙酰基-8-枪击喹啉的硫酸盐及磷酸盐、抑菌灵等;也有天然食品保鲜剂,如茶多酚复合保鲜剂等。


❷抗氧化剂保鲜:抗氧化剂的主要功能是防止或减慢食品发生氧化作用,避免发生品质劣变。这些物质一般作为添加剂,掺入食品,使其先于食品发生氧化反应,从而防止食品中脂类物质的氧化,只有具备无毒、无异味加入后检测方便才可作为食品的抗氧化剂。常用的抗氧化剂有,2,6-二叔丁基甲酚,主要用于油脂、干鱼制品;叔丁基茵香醚,主要用于油脂;VE主要用于婴儿食品、奶粉。


❸减压贮存保鲜:即通过把贮藏场所的气压降至大气压的10%,甚至更低,以达到低氧和超低氧的效果,从而起到与气调贮藏相同的作用。


❹气调贮藏:是通过调节贮藏环境中的一般空气成分,以此减慢食品因腐败而变质的过程,达到延长食品货架寿命的目的。这种方法不用化学处理和高温杀菌来保护食品的芳香、风味、外观。气调保鲜气体一般由二氧化碳力、氮气困、氧气及少量特种气体组成。


❺辐照保鲜技术:是利用电离辐射产生的射线及电子束对产品进行加工处理,以达到保鲜目的的一种方法。这些高能射线能使微生物发生一系列物理、化学反应,从而抑制其呼吸作用、内源乙烯的产生、过氧化酶等酶活性,抑制发芽,杀灭害虫及寄生虫,防止腐烂,以延长产品的贮藏时间。


❻高压保鲜:其作用原理主要是在贮存物上方施加一个小的由外向内的压力,使贮存物外部大气压高于其内部蒸汽压,形成一个足够的从外向内的正压差,一般压力为一个大气压。这样的正压可以阻止水果水分和营养物质向外扩散,减缓呼吸速度和成熟速度,故能有效地延长果实的储藏期。


❼基因工程保鲜:是利用遗传工程原理,来改变果树的来延长保质期,对水果保鲜作用主要通过减少水果生理成熟期内源乙烯的生成以及延缓水果在后期成熟过程中的软化来达到保鲜的目的。


❽塑料薄膜包装:是目前新鲜水果蔬菜生产上应用最广的包装材料。它透明、透气、保湿、密封,使它的应用前景十分广阔。目前作为果实蔬菜产品包装材料主要有聚乙烯、聚氯乙烯薄膜、玻璃纸和盐酸橡胶等。果蔬等新鲜食品的保鲜包装就是要解决加速果蔬变质腐烂的气体物质--乙烯的问题。在保鲜包装中,果蔬会释放出乙烯,当乙烯释放到一定浓度后,果蔬会加速腐烂,因此在保鲜包装中应设法加入乙烯吸收剂,以减少包装中的乙烯含量而提高保鲜效果延长货架寿命协。包装本身不能提高果蔬产品的品质,只能保持果蔬产品的优良品质。


❾食品速冻:是利用-25℃以下的低温,在极短时间内将果蔬迅速冻结,抑制了细菌、霉菌和酶的活动,以及果实呼吸作用造成的营养消耗,达到长期贮藏目的。


三、现状


在利用保鲜剂保鲜和抗氧化剂、防腐剂保鲜中,虽然可以达到延长食品货架期的目的,但是保鲜剂是一些化学物质,对人们的身体健康或多或少会造成一定的影响。


速冻冷藏保鲜中,速冻有时会对水果造成冷害,对食品造成口感口味的改变。


抽真空高温灭菌的缺点是对食品特有的口味、口感、营养破坏较大。


充氮包装能较好的保持食品的口感、口味及营养,但需无菌包装环境,对环境要求极高,需较大投资。


辐照保鲜会影响食品的口感,有时还会对食品造成颜色和气味造成影响,而且辐照剂量的选择也是一个关键技术。


基因工程保鲜中,转基因食品的安全性正在日益受关注。


减压储藏虽然效果良好,但是由于减压贮藏始终没能解决价格便宜的容器问题,成为阻碍减压贮藏技术发展的关键难题,无法形成规模生产。


因此,几十年来,这几项技术一直停留在实验阶段,仅有少数国家将减压系统装置设在拖车和集装箱内,在运输中应用高压灭菌储藏由于价格昂贵、容器要求高,无法进行大规模生产。所以急需一种价格便宜,又不用任何食品添加剂,操作简单的食品保鲜方法,既能保持食品原有的色香味,又延长保质期,提高食品的保鲜效果。


四、纳米技术在食品保鲜中的应用


最新研究表明纳米保鲜包装材料可提高新鲜果蔬等食品的保鲜效果和延长货架寿命。所谓“纳米包装”,就是应用纳米技术,采用纳米复合包装材料,从而使包装具有超级功能或奇异特性的一类包装总汇。


1、定义


纳米材料由于具有特殊的力学、热学、光学、磁性、化学性质,决定其具有优异的表面效应、小尺寸效应和量子效应,用于食品包装的纳米复合高分子材料的微观结构不同于一般材料,其微观结构排列紧密有序,优越的性能体现在他的低透氧率、低透湿率、阻隔二氧化碳和具有抗菌表面等特性。


2、原理


纳米二氧化钛包装材料具有保持自身洁净和防雾滴功能。二氧化钛具有超亲水性,据文献报道,水在二氧化钛薄膜表面的接触角小于15度时,具有高流动性;小于10度时,有自清洁效果;小于7度时有防雾效果。无论哪一方面,都对果蔬保鲜有重要作用。


包装内部如果产生雾滴一抽吸现象,将使果蔬水分不断蒸发而导致枯萎,同时,水蒸气变为水滴使包装内部湿度下降,也将会加速果蔬枯萎。而纳米二氧化钛这一特性恰恰阻止了这一现象的发生。细菌等微生物也是由有机物复合构成,纳米在光照射下产生氧化性很强的活性自由基,这些自由基可氧化一些微生物体内的蛋白质,从而使其蛋白质变性,抑制微生物的生长甚至杀死微生物,因此对环境中微生物具有抑制或杀灭作用,与常用杀菌剂相比,纳米抗菌杀菌效果迅速,灭菌彻底。


3、实验论证


不同包装材料对草莓腐烂率的影响:


腐烂率直接反映了保鲜的效果。腐烂率在5-20%为货架期,食用基本可以接受,但达到20%以上就不能食用失去商品价值。


图1 纳米和普通包装材料对草莓腐烂率的影响


由图1可以看出,随着贮存时间的延长,草莓腐烂率呈总体上升趋势,纳米材料包装的草莓在贮藏期间腐烂率明显低于对照组。对照组在贮藏过程中腐烂率持续上升,在第6天已达到13.3%,而纳米材料在储藏9天后腐烂率显著上升,第10天左右才达到相同的水平。当实验结束时,对照组早已失去商品价值,而纳米材料包装组的草莓还在货架期内。整个贮藏过程中,纳米材料处理组的腐烂率低,保鲜效果较好。


作者:乔乔大魔王 校订:酸甜果子

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