纳米技术在采后果蔬保鲜中的研究进展摘要:果蔬为人类提供多种营养素，如维生素、矿物质和生物活性物质等，但新鲜果蔬采后易腐烂变质，造成了很大的经济损失。
采后贮藏技术如纳米技术可以有效地延缓采后水果的品质变化，就纳米技术在采后果蔬保鲜中的研究进展进行了综述。
概述了纳米微粒在常态下能表现出普通物质不具有的特性, 以及纳米技术与纳米材料在食品保鲜中的应用, 重点介绍了常见纳米包装材料、纳米复合涂抹技术在果蔬贮藏保鲜中的应用, 并概述了纳米包装材料、纳米涂膜保鲜剂在采后果蔬保鲜中的开发与应用，纳米技术在果蔬中大分子物质纳米表征中的应用，以及纳米技术在采后果蔬致病菌检测方面的应用，并讨论了其安全性与应用前景。
由此可见，纳米技术在采后果蔬保鲜领域中具有广阔的发展前景。
关键词: 纳米技术食品采后果蔬贮藏前景Application of nanotechnology in post-harvest fruits and vegetablesAbstract: Fruits and vegetables provide a variety of nutrients for human beings including vitamins, minerals and bioactive products, but post-harvest fresh fruits and vegetables are perishable, easy to lose great economic value. Post-harvest technology such as nanotechnology has been proved to delay the deterioration of fruits effectively. In this paper, application of nanotechnology in the post-harvest fruits and vegetables are reviewed. This paper introduces the nano-packaging materials, nano-coating agents in preservation of post-harvest fruits and vegetables, the development and application of nanotechnology in macromolecular characterization and pathogen detection for fruits and vegetables. The unique characteristics of nano-particles in the normal situation are quite distinct from the general material, which make the nano-materials and nanotechnology great potential with much attention and widely use in food industry. The article narrates the usage of nanotechnology and nano-materials in the process of the food fresh keeping. It also emphatically introduces some common nanometer compounded spread technology in the vegetable and fruit fresh keeping. The safety and the future of nanotechnology are also discussed in this paper. Nanotechnology is very promising to be applied broadly in post-harvest preservation of fruits and vegetables.Key words:nanotechnology; food; fruit and vegetable preservation; post-harvest目前, 较为先进的贮藏保鲜技术主要有冷藏保鲜、临界低温保鲜、防腐保鲜剂保鲜、臭氧气调保鲜、气调保鲜等。
其中气调保鲜因为使用高纯度的惰性气体, 成本非常高[1]。
低温贮藏成本高、能耗大、质量不稳定, 而且像茄子等原产热带、亚热带的果蔬不能在低温条件下贮藏, 只能在亚低温条件下贮藏, 否则容易发生冷害, 造成重大的经济损失,而病菌在亚低温条件下繁殖较快, 致使果蔬在贮藏期间经常发生严重腐烂现象。
因此, 探索高效、低成本、稳定的贮藏保鲜技术是所有相关领域研究人员共同的目标[2]。
Zhang Zhi- kun 等 ( 1997) , R WSiegel等( 1993)指出, 纳米技术的使用正好满足了这种需要。
纳米材料具有抗菌杀毒、低透氧率、低透湿率、阻隔二氧化碳、吸收紫外线、自洁功效与良好的阻隔性及力学性能等优良特性。
在涂膜剂中加入纳米材料能有效地延长果蔬贮藏保鲜寿命。
纳米技术在果蔬贮藏保鲜过程中, 将发挥不可估量的作用。
现将纳米技术用于果蔬贮藏保鲜的几个方面，本文以采后领域为例，介绍纳米技术在采后果蔬保鲜中的应用。
1 纳米技术简介关于纳米纳米(Nanometer, nm)是一种几何尺寸的度量单位, 1 纳米为百万分之一毫米, 即1毫微米。
1 m的十亿分之一为1 nm。
纳米结构是指尺寸在100 nm以下的微小结构，根据量子物理学定律在这个范围内可以观察到新物性。
当物质小到1~100 nm时，其巨大的表面积和界面效应使物质呈现出许多既不同于宏观物体也不同于单个原子的特殊现象。
纳米级结构材料简称为纳米材料，指某些材料在纳米尺度(1~100 nm)下具有特殊的性质，如比表面效应、界面效应、小尺寸效应和宏观量子效应等使纳米体系的光、电、热、磁等的物理性质与常规材料不同，出现许多新奇特性。
关于纳米技术1.2.1 纳米技术是一项综合性技术它是在纳米尺度范围内，研究电子、原子和分子的内在结构和特征，并用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术。
纳米技术的研究使人类在改造自然方面进入了崭新的原子、分子的纳米层次。
纳米技术的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
一般而言，纳米技术包括表征、操纵或利用材料在纳米尺度下的特异性质改善产品特性等。
而Journal of Food Science规定食品科学领域的纳米级研究指研究对象(食品或非食品，如包装材料)在至少一个尺度上(如长、宽或高)的大小为1~100 nm。
近年来，纳米技术的不断发展与成熟为农业和食品领域的发展提供了一个新的战略平台。
纳米技术开始应用于食品科学各个领域，如纳米包装材料、纳米食品添加剂、纳米检测仪器以及定向输送食品活性或功能组分到体内组织器官等。
A HPer ( 1991) , J P Michael ( 2004) , MC Roco ( 2004) 指出, 纳米技术从20世纪90年代初得到迅速发展, 是一门基础研究与应用研究多学科交叉的科学, 其中充满了原始创新的机遇, 许多国家把纳米技术作为前瞻性、战略性、基础性、应用性重点研究领域。
1.2.2 纳米材料的应用简介T Joseph 等 ( 2006) 研究结果认为, 运用纳米技术可以在原子、分子的水平上设计制造出具有全新性质和各种功能的材料。
近年来, 纳米技术得到了长足的发展, 并逐渐应用于食品行业。
2003 年9月, 美国农业部首次展望了纳米技术在农业及食品上的应用前景, 认为纳米技术将改变食品生产、加工、包装、运输和消费等各个环节, 从而改变整个食品工业。
近年来, 国内外研究较多的纳米包装材料是聚合物基纳米复合材料(PNMC), 根据不同食品的特性与包装要求, 已有多种PNMC(如纳米Ag/PE类、纳米 TiO/PP 类、纳米蒙脱石粉/PA 类等)用于食品, 在啤酒、2饮料、果蔬、肉类、奶制品等的包装方面取得了较好的效果。
研究结果表明, 与普通包装材料相比, 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[3]。
胡秋辉等 ( 2006) 报道一种新型纳米包装材料用于绿茶的包装时, 纳米包装的透湿量、透氧量分别比普通包装低 %和%, 纵向拉伸强度比普通包装高 %, 而且茶叶有效成分的保留率也有所提高。
因此, 该纳米材料可有效提高绿茶的保鲜品质。
最近, 来自英国利兹大学的研究发现, 纳米氧化镁和纳米氧化锌具有很强的杀菌效果。
高艳玲等 ( 2005) 研究亦表明, 纳米氧化锌对常见的食品污染菌具有较广谱的杀菌抑菌能力, 如果将其用于纳米包装材料的生产, 将大幅度地降低生产成本, 延长食品货架期。
为了解决塑料制品作为包装材料而造成严重的环境白色污染, 有些研究人员研制成功了生物可降解淀粉/黏土纳米膜, 其机械性能与食品包装溶出试验均达到欧盟对生物可降解材料的要求,可望应用于食品包装。
2 纳米技术在果蔬贮藏保鲜中的应用果蔬含有人类生活所需要的多种营养物质,其生产存在着较强的季节性、区域性及果蔬本身的易腐性, 这同广大消费者对果蔬的多样性及淡季调节的迫切性相矛盾。
因此, 依靠先进的科学技术, 尽可能长时间地保持天然品质和特性的果蔬保鲜成为食品研究领域中一项重要的课题,它与人们的生活质量是息息相关的[1]。
纳米二氧化钛在果蔬贮藏保鲜中的应用2.1.1 纳米二氧化钛 ( TiO) 的光催化性2一方面能够将果蔬贮藏中产生的乙烯氧化分解成二氧化碳和水;另一在光线照射下产生方面细菌等微生物也是由有机物复合构成, 纳米TiO2氧化性很强的活性自由基使蛋白质变性, 从而抑制微生物的生长甚至杀死微生物。
与常用杀菌剂相比, 纳米 TiO抗菌杀菌效果迅速,灭菌彻底2[5]。
韩永生等指出,纳米TiO具有抗菌杀毒、吸收紫外线、自洁功效及良2好的阻隔性和力学性能等,可以保证包装保持自身洁净和防雾滴功能[5]。
2.1.2 纳米 TiO复合薄膜保鲜技术的应用2陈丽等人 ( 2001) 成功地将 TiO 2 纳米材料应用于 PVC ( 聚氯乙烯)保鲜膜, 研制的富士苹果 PVC/TiO 2 纳米保鲜膜抗拉强性高, 其中断袭纵向拉伸度比同等未添加纳米材料的保鲜膜提高约36%,横向拉伸强度约提高 11%, 透氧率降低了 18%, 且二氧化碳仅减少 %。