刘丽萍
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摘要:食品科学与工程主要是基于科学技术、工程原理,针对食品物理、化学特性和其加工过程进行探讨的一门学科。现今社会中,食品科学与工程涉及食品监督、食品安全、食品健康等食品领域,并取得了一定的成绩。在人类的发展过程中,食品的重要性不言而喻,现如今社会,科技高度发达,食品科学与工程也经历了从茹毛饮血到现代营养科学建立的漫长发展历程。基于此,以下对纳米技术应用在食品科学工程中的价值进行了探讨,以供参考。
关键词:纳米技术应用;食品科学工程;价值研究
引言
中国健康产业蓬勃发展,功能性运动相关食品发展势头也表现极佳。若要让此类食品成上市热销产品,那么就需要先了解消费者的需求,然后进行针对性的研发工作,寻找并加工具备功能性的材料、食品,不但要保持食品能够正常发挥自身的功能活性,还要尽量保持在加工或者消费者使用过程中功能性食品的高吸收率以及生物活性。
1纳米技术发展过程中的潜在危害
纳米技术虽然具有明显的优势,但是其潜在危害也不容忽视,而且随着研究的深入,也可能会有新的问题爆发和出现,因此要对其可能存在的危害有一定的认识和了解,比如,尺寸小是否会避开生物的自然防御系统、生物是否能降解以及毒副作用如何等。首先,社会危害,相对于固定纳米粒子材料,自由纳米粒子材料更值得关注,也更具有研究意义。在仪器层面,存在在军事领域使用纳米技术的可能性,被应用于新型监视设备会导致隐私泄露,例如,MIT士兵纳米技术研究所研究的装备士兵的植入体,同时还有使用纳米探测器进行监视的现象。在结构层面,就像生物技术操控基因的能力伴随着生命的专利化一样,纳米技术操控分子的技术带来的是物质的专利化。其次,健康问题,纳米颗粒进入人体有4种途径:吸入,吞咽,从皮肤吸收或在医疗过程中被有意注入(或由植入体释放)。一旦进入人体,它们具有高度的可移动性,它们甚至能穿越血脑屏障。最后,环境问题,纳米颗粒可能会对环境造成未知的伤害。
2在食品科学工程中纳米技术的应用
2.1纳米技术在食品包装中的应用
纳米技术具有较好的延展性,故将纳米材料应用在食品外包装中,能够隔绝空气中细菌、病毒、微粒对食品的污染,有利于食品在后期存储、运输过程中避免环境对食品性能的影响,比如由外界挤压而导致的食品变形。此外,纳米包装的占地面积较小,能方便食品的携带。从生物学角度来讲,当前所使用的纳米材料均为可再生材料,材料主要成分为生物脂质及多糖,但实际应用中还要注意食品的重量,避免食品过重而导致材料功能下降。因此,纳米技术的稳定性仍有待完善,故需要技术人员做出一定改善。目前纳米级食品包装主要应用在酒水、有机蔬菜的内部生产包装中,它能够杜绝外界环境与食品的直接接触,降低压力、运输过程对食品性能的影响。
2.2纳米技术在食品加工领域中的应用
在食品加工领域中,纳米技术最常用的案例就是纳米微粒、微纳米胶囊、纳米膜分离、纳米包埋。其中纳米微粒能够对原料进行快速处理,增强食品的纳米化功能,在功能性食品的生产中运用较多。生产功能性食品的目的是为了获取生理性活性物质,这些活性物质主要包括活性多糖、氨基酸与蛋白质、维生素、矿物质等。功能性生理活性物质具有高效和微量等特性,这也使得传统的食品加工技术无法满足功能性食品发展的需要,将纳米技术应用到文袁乃煬枣庄学院食品原材料加工中,不会产生过热现象,能够在低温状态下快速进行,避免对功能性活性物质造成破坏。另外,功能性食品中的生理活性物质在储存时非常容易受到氧气、光线、高温等的影响,从而失去应用价值,利用纳米微胶囊技术,可以有效隔绝功能性食品的生理活性物质被其影响,有效减缓其活性释放的效果,同时也能够与周围的环境相隔离,确保功能性食品生理活性物质不被感染,避免营养之间相互作用,提高生理性活性物质的品质。
而纳米膜滤膜技术可以快速分离食品中的诸多营养物质,纳滤介于超滤和反渗透之间的膜分离处理,可以截留200-1000da的范围,比反渗透膜疏松得多,操作压力也比反渗透膜低,能够对浓缩乳清牛奶、调味液脱色,对鸡蛋黄中的免疫球蛋白进行快速提取。
2.3纳米技术在功能性食品生产中的应用
当前人们生活压力的不断增加致使很多人长期处于亚健康状态,不仅影响了人们的身体机能,还降低了人们的抵抗力,因此人们也提高了对功能性食品、保健食品的需求。从综合角度来讲,功能食品的功效与服用剂量、服用方式以及成分有着密切的关系,所以需注意功能性食品的成分配比状况。但是,常规功能性食品中微量元素的水溶性较差,此时可利用纳米技术的原理将部分难以吸收的物质进行改性处理,方便微量元素被人体吸收与代谢。当前可利用纳米技术对类胡萝卜素的物理性质进行改变,促使类胡萝卜素融入蒸馏水中,进而提高该微量元素的稳定性,方便人体正常吸收。
2.4食品安全检测中纳米技术的应用
所有食品在进入市场前都必须接受安全检查,以确保其安全。今天,人们非常关注中国的粮食安全和粮食安全要求正在逐步提高在食品安全测试中,每种食品都经过测试,但大部分都用于较大的机器。尽管检测效果客观,能够准确检测食物质量,但检测效果明显不足,通常需要很长时间。在这个过程中,食物有一定的氧化或恶化的可能性,测试结果没有准确反映食物的质量。并且这样的食品安全检测会消耗大量资金,从而提高食品价格。纳米技术还在粮食安全测试领域有许多应用,目前正用于电化学传感器,以促进粮食安全测试,缩短粮食安全测试时间,减少测试资金的消耗,从而确保粮食安全测试的有效性和质量图形学和碳纳米管是目前食品测试中常用的纳米材料,使用这些纳米材料测试食品安全非常有效。
2.5纳米技术在食品安全检测方面的应用
粮食进入市场的必要部分是进行粮食安全测试,目前使用更多的大型机器来有效测试粮食质量,尽管测试结果是真实的,而且机器的灵敏度相对较高,但测试时间较长,购买仪器需要更多的资金纳米技术可以优化目前对更多电化学传感器的使用,提高食品安全检测的效率,并有助于降低成本和提高易用性。通常用于食品检测的纳米材料是碳纳米管和图形,使用这些材料进行食品安全检测具有明显优势。
3纳米技术在未来的发展
尽管在食品科学工程方面取得了一些进展,但一些纳米技术仍然对人类产生不利影响。在纳米技术的未来发展中,应努力研究纳米技术的安全性。调查显示,某些纳米技术在应用于食物时可能对人体产生内分泌影响,并可能导致人体内分泌紊乱。而且一些纳米材料还可能对人体神经系统造成损害并增加肿瘤发生率。今后纳米技术的发展应首先减少对人类的伤害,并通过研究和改进来解决这些问题。此外,目前尚未对纳米技术进行风险测试,有些纳米粒子可能与产生导致细胞死亡的化学反应的蛋白质酶相关联。为了研究纳米技术对人体的危害,在动物中进行了相应的实验,但对人体的危害需要进一步研究。在今后的纳米技术发展中,应研究如何减少纳米技术给人类带来的风险,加强纳米技术的安全性,并规划一项健全的纳米技术发展战略。
结束语
随着我国食品科学研究不断发展,食品加工的技术水平也在不断升级。纳米技术是一种利用单个原子分子制造物质的科学技术,将纳米技术融入到食品工业之中,可以对食品的分子结构进行改变,提高食品的质量,也可以促进食品科学工业的全面发展。
参考文献
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