纳米技术在食品科学工程中的体系构建

张蕾

摘要：生命科学研究体系的建立使得现代社会中居民对生活食品营养素的摄取量有了更加全面的认识与要求，收入大幅增长的同时是对不同层次生活水平下生活质量的追求。追求微观世界多样性与特殊性能的纳米技术是科技经济新的增长点，纳米技术在食品安全领域的应用，为食品科学工程发展增添了新的活力。

关键词：纳米技术;食品科学工程;应用体系建构

引言：食品研制中最值得学者研究、探讨的话题就是如何在未来食品产业全球互聯的趋势下，摆脱企业个体私欲，建立适应现代化建设的食品科学工程体系。纳米技术已经成为食品科学工程里的技术关键点，在研究与实践中从事食品生产技术管理的基本训练，提升资源利用的效率与能力，以创新求进步，以体系保稳定。

一、关于纳米技术与食品科学工程的概述

（一）食品科学工程的现状及未来发展方向

随着改革开放新时代以来中国经济的腾飞，中国人均收入水平在旧基础上翻了又翻，生活水平的显著提升，让居民有了更高生活质量的需求，迫切想要进行发展资料与享受资料消费。不同层次的生活对于食品安全就有不一样的理解与满足。过去仅仅吃饱就能的满足已经不再被提及，更多的则是追求吃好与吃的放心，这是当前社会经济水平上行的结果。食品研制中的一个突出问题就是如何解决物质与需求的不对等性，食品营养素多样化的需求指明了未来食品科学工程发展的方向：即朝着生命科学、饮食文化和信息技术相互融合的全球产业一体化方向发展。世界人口爆炸式的指数增长所带来的粮食危机，也倒逼着我国建立涵盖化学、分子学、食品安全、生物技术等多学科技术综合的食品科学工程，在农业上实现资源高效利用。食品科学工程基于食品科学与工程科学两大基础性学科而建立，不仅仅是高校开设的专业课之一，更为重要的定义则是关系居民日常生活的食品安全与防护。食品领域大工业化趋势的加强及人们对营养摄入与安全卫生常识的加深，食品监管科学体系的建立也迫在眉睫。

（二）纳米技术概述及纳米食品的特性

使用单个物质原子或分子制造物质的科技就叫纳米技术，研究长度在1～100纳米范围内、具有特殊性能的材料就是纳米科技研究的对象。不同的尺寸会具备不同的材料性能，高磁性、导电性、绝缘性等各种截然不同的物理化学属性都可以通过原始材料尺寸的改变获得新的性能。多变且高效的性能使得纳米材料被广泛应用于社会生活的多个领域，铁钴合金被制成纳米材料后磁畴变为单磁畴，磁性提高1000倍以上，微特电机中纳米材料制造磁悬浮更具优势，可以制造速度更快、能耗更低、稳定性更好的高速列车，而最与人们息息相关的还是纳米技术在食品领域的应用。经过纳米技术的手段生产、加工或者是包装的食品就属于纳米食品，纳米手段的使用可以很好地提升食品物理化学特性。在纳米技术的支持下，相关食品营养成分含量、实际应用效果都得到了相较于之前很大的改观。豆奶、维生素等人体所必需的营养物质经过纳米技术的加工下，更容易被人体细胞吸收和分解。但无可否认的是纳米食品在当前由于技术条件的制约，纳米颗粒对人体健康问题有很大的隐患。球磨法造成的细小粉尘的污染和颗粒贯穿人体皮肤薄膜，或经由植入体、口腔途径进入人体，与大分子营养物质吸附在一起，阻塞蛋白酶调整以及噬菌细胞过度繁殖引起的防御性感冒和疾病。机体免疫系统在短时间内崩溃，免疫能力下降容易感染上多种疾病。而移动自由的特性及强大的吸附能力造成纳米颗粒容易滞留在人体器官内，不被排出引起肝脏疾病。而微小的特性又使得它难以被细胞捕捉，进行分解与吸收。现阶段对于纳米颗粒所造成的的危害性至今没有好的、有效的办法，健康隐患问题使得纳米食品被相当一部分人抵制。改变纳米食品现有使用状况，是致力于纳米技术研发与应用的企业亟需思考的问题。

二、纳米技术在食品科学工程上的具体应用

（一）纳米技术在食品加工方面的实际应用。

纳米技术在食品加工领域的应用其实并不是很广泛，成功的例子比较少，但依旧不能否认纳米技术对于食品加工做出的贡献。纳米膜分离技术与纳米微化在食品加工方面有着得天独厚的优势，保健食品领域有着纳米的身影。营养成分集中提取在补充剂之内，纳米技术实现颗粒纳米化，提升应用性能与利用效率，还在一定程度上减少了原有的毒性发作百分比，降低副作用。球磨技术是纳米领域一大革新，被广泛应用与纳米级食物的生产。纳米微胶囊是以酪蛋白等无毒材料为主药，经由纳米技术处理重组，包裹人体必需营养元素制成直径10～150nm的胶囊颗粒。溶解性质的改变使得营养分子的应用范围得到扩大，保护作用也使得营养分子在人体停留更长的时间，便于人体细胞对其进行分解与吸收，生物利用率等得到大大提高。而温度与酸碱性ph控制溶解释放的新型胶囊则解决了植物类固醇的溶解条件严苛的问题，拓展了应用领域。纳米管膜的功能性使用使得工业化生产中实现极高纯化程度地分离天然有机分子，对于高生理活性的营养分子进行更进一步的提纯与加工成为现实可能。O/W乳化体系可以提升纳米清洁剂对于厨房高油脂餐具的去污清洁效果，还具备一定程度上的杀菌抑菌功效，保护了餐具的清洁与安全卫士。

（二）纳米技术在食品保质方面的实际应用

传统保鲜保质做法通常是在塑料包装中填充乙烯吸收剂去降低乙烯含量，但大规模工业生产下的乙烯保质法并不能取得理想效果，现实需求倒逼企业寻找更具效用的保质保鲜方法，纳米保质法便应运而生。乙烯在纳米级银粉的催化下进行快速氧化，在短时间内将塑料包装中的乙烯含量降至极低的水平，达到保鲜保质期望。使用抑菌纳米分子制成的纳米复合塑料保鲜膜在光照条件下产生强氧化性羟基破坏细菌内部结构，达到杀菌目的。而复合型材料天然具备的气调性能也保证了食品不容易腐坏，减少化学性防腐剂的使用，增加食品的安全性。纳米级材料取代现有食品包装基本上已经被确定为未来几年的包装变革结果，更具气调性、防腐性、透明度，也更具强度的纳米级包装前景可喜、未来可期。

（三）纳米技术在食品应用上的不足与隐患

纳米材料保鲜保质能力得到业界人士的一致好评，但在关注一个新事物所带来的益处与进步的同时，也不可忽视其所具备的安全隐患与缺陷。纳米级技术的应用在提升食品工业产业链完善上面有着极大的优势，但也存在食品安全上的隐患。纳米材料现阶段由于技术限制仅仅只能局限于外包装的塑料材质改善上面，无法进入食品内部解析完善构造;无机纳米分子的氧化性能容易造成食品本身氧化;自然法则在纳米级材料上面似乎并不适用，原本确定了的物理化学性能可能在纳米层级里遭遇崩塌，毒性、腐蚀性等无法正确考量，这对于纳米领域发展是一大难题。学术界对于纳米技术是否安全，能否被人类科学所认识与限制一直未能形成统一的看法，纳米食品安全性问题未能得到有效解决。加之国内对于纳米鉴定的技术尚不完善，纳米材料对于人体健康隐患难以绝对排除，也是阻碍纳米领域进步的一大因素。

三、结束语

纳米技术在我国依旧处于起步阶段，其行业规范与法律法规尚未健全，关于纳米技术的使用权与专利权也未能在法律文献里面得到明确规定。行业准入与监管的不健全导致纳米技术难以健康发展，建立更为和谐法治的市场环境，为相关企业建构更加公平公正的交易平台是当前政府应该关注的重点。

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