目前，蓬勃興起的納米技術(shù)，正得到包裝材料領(lǐng)域越來越多的研究者的關(guān)注。納米材料因其*的表面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)而具有優(yōu)良的抗菌性、阻透性，故可以滿足食品包裝對包裝材料的特殊要求，因而，此項技術(shù)的發(fā)展已成為食品包裝行業(yè)新的契機。

食品包裝

 中華人民共和國國家標準《包裝通用術(shù)語》中定義包裝是指在商品流通中為保護商品、方便儲運、促進銷售，按一定的技術(shù)方法而采用的容器、材料及輔助物等的總稱；也指為了達到上述目的，在采用容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術(shù)方法等的操作活動。

 食品包裝是指采用適當?shù)陌b材料、容器和包裝技術(shù)，把食品包裹起來，以使食品在運輸和儲藏過程中保持器價值和原油狀態(tài)。對包裝材料應(yīng)該進行嚴格測試，利用各種測試儀器如密封儀，進行密封性試驗，以保證食品的密封質(zhì)量。

 食品包裝的功能

 食品包裝因其被包裝物的特殊性，除了具有商品對包裝在方便運輸、促進銷售、提高商品價值等方面的一般功能外，zui重要的是保護食品。食品在運輸、銷售、儲存及消費過程中一方面會受到溫度、光線、氧氣、水分、微生物等自然因素的影響而變質(zhì)，另一方面會因振動、沖擊等人為因素造成內(nèi)裝物變形、破碎等。因此，食品包裝應(yīng)具有保持食品的原有品質(zhì)和外觀質(zhì)量，延長食品的保存期限的功能。

 食品包裝的要求

 食品包裝要符合包裝容器的一般要求，遵循“科學(xué)、安全、衛(wèi)生、經(jīng)濟、實用、美觀"的基本原則，做到結(jié)構(gòu)科學(xué)、選材合理、外觀醒目等。

 除此之外，由于被包裝物的特殊性，食品包裝還有如下要求：

1.安全衛(wèi)生。食品因其不同于一般商品的特殊性質(zhì)，對食品包

裝材料有較高的安全衛(wèi)生要求。具體說來，其要求主要包括：包裝材料無毒性，不含有毒的化學(xué)添加劑；使用無毒油墨印刷，老化后亦無毒；包裝材料中的致病菌與重金屬等含量不得超過衛(wèi)生部門的規(guī)定；包裝材料與食品接觸不發(fā)生反應(yīng)，不影響食品品質(zhì)等等。

 2.阻隔性。食品包裝要求包裝具有防潮、阻氣和保香等性能。

 3.抗菌保鮮。食品易滋生細菌變質(zhì)，食品包裝材料應(yīng)具有一定的抑菌殺菌能力以保證食品的原有品質(zhì)，延長食品的貨架壽命。

 4.遮光性。許多食品會因受到光照而氧化變質(zhì)。紫外線和可見光可以促使食品成分發(fā)生變化，如油脂變化、色素分解等。雖然紫外線殺菌在食品工業(yè)中早有應(yīng)用，但食品在儲運、銷售過程中不可避免受到的光照往往會造成食品變質(zhì)問題。因此，包裝材料的遮光性很重要。

 5.剛性和適應(yīng)性。食品包裝要能再儲運過程中保持被包裝食品，特別是餅干、薯片等脆性食品的原有形態(tài)，因此要具有一定的剛性；食品包裝同樣需要適應(yīng)冷凍、高溫消毒等食品包裝技術(shù)的需要。

 6.嚴格的測試。對包裝材料進行試驗，不干膠標簽是否容易脫落，保護膜粘性是否足夠好（可以用到持粘性測試儀和初粘性測試儀）。

納米技術(shù)

 納米是一種長度單位，1納米等于10^-9米。納米技術(shù)是指在納米尺度即1納米-100納米范圍內(nèi)，通過直接操縱和安排原子、分子來創(chuàng)造物質(zhì)、研究物質(zhì)的相互作用和運動規(guī)律，以及在實際應(yīng)用中利用這些規(guī)律的多學(xué)科的科學(xué)技術(shù)。納米技術(shù)主要包括：納米材料學(xué)、納米動力學(xué)、納米生物學(xué)等。

 納米材料

 納米材料是指在材料的三維微觀結(jié)構(gòu)中至少有一唯處于納米尺度范圍內(nèi)的材料。納米材料按結(jié)構(gòu)可分為三類：零維，指空間三維尺度均為納米級，如那納米粉體、原子簇；一維，指在三維空間中有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米管；二維，指三維空間中有一維在納米尺度，如納米薄膜。

 納米材料因其特殊的空間尺寸及結(jié)構(gòu)而在改善原有性能的同時展現(xiàn)出不同于一般材料的嶄新的理化性能：

 1.表面效應(yīng)。隨著微粒尺寸的減小，表面原子所占比例及表面積迅速增大，會使材料性能發(fā)生較大變化。由于納米粒子的表面原子比例增多，其表面積大大增加，表面原子配位不足，存在許多空鍵與其他原子結(jié)合，因此而具有很高的化學(xué)活性。

 2.尺寸效應(yīng)。當顆粒的尺寸與一些物理特征尺寸一些物理特性尺寸相當或更小時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態(tài)納米粒子的顆粒表面層附近的原子密度減小，會導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性呈現(xiàn)新的理化性質(zhì)。例如，有色金屬被細分到納米量級時便失去原有光澤而呈現(xiàn)黑色，材料的磁性會隨顆粒的粒徑的減小而變化，20納米的鐵粒子的矯頑力是鐵塊的1000倍，而尺寸繼續(xù)減小時又會出現(xiàn)超順磁現(xiàn)象；分散了無機納米材料的無機塑料具有強度高、耐熱性好、光澤度高、透明性的特點等等。

 納米包裝材料

 納米材料在包裝行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展迅速。通過納米技術(shù)在包裝材料中合成或添加尺寸為1納米-100納米的納米顆粒或晶體，改性傳統(tǒng)包裝材料，可以使之成為具備納米結(jié)構(gòu)的功能特異的新型材料，從而滿足特定的需求。例如，在材料中加入納米TiO₂等微粒，可以起到殺菌、除異性、延長食品保質(zhì)期的作用；將納米微粒制成涂料處理后會出現(xiàn)熒光可用于制作發(fā)光、反光標牌；在塑料中填充納米微粒可使塑料的力學(xué)性能、熱性能、加工性能均得到很大提高。

 總之，納米包裝材料與傳統(tǒng)包裝材料相比，在機械性能、物理化學(xué)性能、加工成型等方面具有更的表現(xiàn)。

納米材料在食品包裝中的應(yīng)用

 近年，具有抗菌性、保險型、高阻透性的包裝材料發(fā)展迅速。

 納米抗菌材料

 將納米無機抗菌劑（主要有金屬離子型和氧化物光催化劑型）均勻添加到食品包裝材料中，可是材料具備持久抗菌、殺死和組織細菌發(fā)育，防止各種微生物生長等功能。

 根據(jù)無機抗菌劑的作用機理納米無機抗菌材料大致可分為兩類：一類是金屬離子型抗菌材料，如Ag+可以結(jié)合細菌中蛋白酶上的-SH，使細菌因蛋白酶喪失活性而死亡；另一類是光催化性抗菌材料，如納米氧ZnO、TiO₂等利用光催化作用與H₂O或OH反應(yīng)生成具有強氧化作用的羥基使細菌致死。

 納米阻透材料

 食品包裝材料的阻透性是一項重要性能，與包裝產(chǎn)品的貨架壽命直接相關(guān)。通過添加無機納米顆粒改性得到的新材料，相比于傳統(tǒng)材料往往具有更好的阻透性能。如在尼龍6中分散納米級蒙脫土制成的NPA6薄膜，對二氧化碳和氧氣的透過率僅為普通材料的2/1-1/5。納米包裝材料之所以具有優(yōu)良的阻隔性，是因為在納米包裝材料中，無機納米顆粒沿材料表面排列，阻斷或者加長了氣體通過的路徑，使氣體無法通過或繞長路通過，降低了氣體的透過率，提高了材料的阻斷能力。材料對氣體的阻隔性的提高，利于保證食品的色、香、味不變，并延長保質(zhì)期。

 納米遮光材料

 食品經(jīng)常用紫外線進行殺菌，但是高能量的紫外線照射在食品上會使其成分發(fā)生變化，在包裝材料中添加納米無機超微粒子紫外線吸收劑（如氧化鋅、二氧化鈦、氧化鐵等），可以有效的防治紫外線對食品的破壞。

 現(xiàn)在已有很多納米材料食品包裝的實例：美國Nanocor公司研制的納米瓶裝啤酒的上市，解決了傳統(tǒng)啤酒易爆裂傷人及氧氣阻隔性差無法達到長期保險的效果的問題；用納米抗菌劑改性制成的包裝薄膜包裝牛奶，可以有效的抑制、殺死金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等，同時延長一般包裝下牛奶的保質(zhì)期。

納米食品包裝材料的安全問題

 納米食品包裝材料優(yōu)點突出，發(fā)展迅速，得到廣泛應(yīng)用。但食品包裝材需要與食品接觸，其安全性成為*要素。

 納米材料極小的粒徑、較大的比表面積時期具有*的活性。同種物質(zhì)被細分到納米級后物質(zhì)性質(zhì)會發(fā)生很大變化，如一些無害的大物質(zhì)，做成納米級的超微粒之后，會具有毒性及潛在危害，對食品安全存在潛在的威脅，如惰性元素鉑的納米粒子會具有*的催化活性。

 一些研究機構(gòu)已經(jīng)在大鼠身上試驗證實了有些納米微粒的毒性：對大鼠進行長期的納米二氧化鈦顆粒吸入試驗發(fā)現(xiàn)二氧化鈦納米微粒會引發(fā)肺部腫瘤；超細的二氧化鈦微粒會使大鼠肺泡巨噬細胞增多，引起肺部 阻止間質(zhì)化、誘發(fā)炎癥等；有些已被用作惡性腫瘤治療藥物的納米顆粒對部分試驗動物的內(nèi)臟有一定損傷。

 因此，食品包裝材料的研究者在研究納米技術(shù)時，應(yīng)對其潛在的安全性能予以重視，將材料的選用建立在真實客觀的實驗測試的基礎(chǔ)上，切實確保食品安全，將納米材料的優(yōu)勢科學(xué)合理的發(fā)揮出來。

總結(jié)

 目前，盡管納米包裝材料在食品包裝中的應(yīng)用雖然剛剛起步，但因納米包裝材料的特殊性能可以滿足特種包裝功能的需求而具有廣闊的發(fā)展空間。筆者相信，隨著納米技術(shù)的不斷成熟完善，納米包裝材料的應(yīng)用將更加喜人。