纳米复合食品接触材料研究进展

目的 为全面推进食品包装的功能化、智能化、绿色生态一体化发展,对纳米复合食品接触材料的发展现状进行深入的探究。方法 首先,概述纳米复合食品接触材料的多样性发展,并剖释纳米技术对食品接触材料的机械强度、气体阻隔、抗菌保鲜、活性智能监控和生物降解等性能的影响;紧接着,深入分析实际工况下(环境温度、接触时长、食物酸碱度等)食品接触材料中纳米物质的迁移行为规律;最后,纳米材料的毒理性作为食品接触材料安全评估的重点关注因素,还探讨纳米物质对人体细胞和组织器官等的潜在毒性。结论 现代纳米技术改善了柔性高分子聚合物的性能,实现纳米复合食品接触材料的多功能化,在肉类、面包、果蔬等食品包装中具有重要的应用前景,也为食品包装工业的发展提供重要的参考价值。

生物基纳米复合食品包装材料的抗菌性研究进展

因目前使用的食品包装多是不可降解的塑料制品,造成严重的环境污染,故对于可降解食品包装材料的研制和使用迫在眉睫。生物基纳米复合材料是以生物基聚合物为基质,以纳米物质为分散相组成的一类复合材料。这类材料表现出优异的灵活性、生物相容性、生物降解性和较低的成本效益等特点。本文主要介绍生物基纳米复合材料的组成、分类和性能,总结这类生物基纳米复合材料在抗菌方面的优越性及在食品领域中的应用研究进展。

纤维素纳米纤维复合膜的制备及其作为食品包装材料的优异性能研究进展

近年来,塑料包装的大量使用造成了严重的环境污染。随着人们环保意识的提升,开发可生物降解的新型食品包装材料以替代传统石油基塑料已成为研究热点。纤维素纳米纤维(cellulose nanofibrils,CNF)因其高比表面积、高弹性模量、高强度和高气体阻隔性等优异性能而受到研究者们广泛青睐。本文总结了CNF及其相关复合膜的制备方法,讨论了CNF复合膜作为食品包装材料的机械性能、阻隔性能、抑菌性能、可降解性及响应性能。最后,提出CNF应用于食品包装领域所面临的挑战,旨在为未来生产纳米纤维素食品包装材料代替传统石油基材提供参考。

壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料研究进展

基于壳聚糖纳米复合抗菌材料在食品包装中的应用潜力,介绍了壳聚糖薄膜材料的制备方法,综述了壳聚糖与银纳米粒子、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙等纳米材料复合制备复合抗菌材料的研究进展,指出壳聚糖是性能优异的食品包装材料,但是壳聚糖复合薄膜还存在机械强度低、阻隔性能差、抗氧化性弱和水溶性差等缺点。溶液流延法是简单方便且使用广泛的制备壳聚糖复合薄膜的方法;层层挤出法制备的壳聚糖复合薄膜具有良好的机械性能和热稳定性;与纯壳聚糖薄膜相比,壳聚糖与纳米材料复合制备的复合薄膜具有更好的抗菌性能。未来应加强对壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料安全性以及制备方法的研究,推动壳聚糖纳米复合材料的规模化生产和在食品包装中的应用。

填料对食品接触类聚丙烯复合材料结构与性能的影响

通过熔融共混法将硅灰石、晶须、滑石粉等填料引入聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物/线型低密度聚乙烯中,制备了PP复合材料,并采用DSC,SEM,DMA等方法研究了填料对PP复合材料结构和性能的影响。实验结果表明,无机填料的引入改善了PP复合材料的结晶性能。与硅灰石和晶须相比,滑石粉可有效促进层间分子链段的规整排列,在基体中形成相对完善的填料网络,提高PP复合材料的储能模量,使其拉伸强度和弯曲强度较未改性PP分别提高了55.6%和86.9%,且高添加量下冲击强度未发生明显降低,小分子析出物降至1.49%(w),满足食品接触材料的使用要求。

食品接触用多层复合包装中迁移物质的非靶向筛查和风险评价

目的以食品接触用纸/铝/塑复合包装为研究对象,结合应用非靶向高通量筛查技术和安全风险评价方法,全面研究这类多层复合包装在接触食品过程中的迁移风险。方法采用顶空气相色谱-串联质谱、气相色谱-四极杆飞行时间质谱和液相色谱-四级杆飞行时间质谱全面筛查食品接触用纸/铝/塑复合包装在不同迁移条件下的挥发性、半挥发性和非挥发性迁移物质,基于商业数据库、实验室自建库及行业信息解析物质化学结构及可能来源,利用内标半定量迁移水平,结合国内外食品接触材料法规和安全风险评估方法进行符合性评价及风险评价。结果20批纸/铝/塑复合食品包装在体积分数为4%的乙酸模拟物中未发现迁移风险,在体积分数为95%的乙醇模拟物中共计检出35种物质,可能源于溶剂、抗氧剂、爽滑剂、低聚物、抗氧剂氧化/降解产物等物质。其中,33种物质经法规评估及毒理学评估,显示风险较低;其余2类聚烯烃低聚物因结构难以确定、缺乏毒理学研究建议持续关注毒理学研究进展及国内外法律法规动态。结论通过结合应用非靶向高通量筛查技术和安全风险评估方法研究表明,在通常的使用条件下,纸/铝/塑多层复合包装用于盛装果汁等水性食品时不存在安全风险,但接触高乙醇含量或油脂类食品时建议关注聚烯烃类低聚物的迁移安全性。

表面增强拉曼光谱法测定食品接触用塑料材料及制品中4,4'-二氯二苯砜的迁移量

建立了食品接触用塑料材料及制品中4,4′-二氯二苯砜迁移量的表面增强拉曼光谱测定方法。首先对制备的金纳米颗粒(AuNPs)进行表征,并通过理论计算对4,4′-二氯二苯砜的拉曼特征峰进行归属。随后参照GB 31604.1-2015和GB 5009.156-2016的规定进行食品接触用塑料材料及制品中4,4′-二氯二苯砜的迁移实验,将迁移液与AuNPs混合后进行SERS测试,并采用高效液相色谱法进行验证。4,4′-二氯二苯砜的特征峰(748 cm^(-1))强度与4,4′-二氯二苯砜质量浓度在0.05~10 mg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数为0.9928,回收率为85.2%~93.4%,相对标准偏差为4.2%~6.6%,与HPLC方法结果基本一致。使用所建方法对5个不同品牌聚苯砜奶瓶中的4,4′-二氯二苯砜迁移量进行测定,结果均未检出。该方法具有快速、准确、操作简单等优点,可为食品接触用塑料材料及制品中4,4′-二氯二苯砜的检测提供技术参考。

纳米纤维素复合材料在食品包装中的应用研究进展

纳米纤维素具有高表面积、高弹性模量、高强度和高气体阻隔性等优异的物理化学性能,在食品包装领域有广泛应用。为使相关研究者快速地了解纳米纤维素在食品包装中的研究进展,为纳米纤维素的利用和新型食品包装材料的开发提供参考,该文总结了纳米纤维素的来源和特点,讨论了纳米纤维素复合材料的制备方法和纳米纤维素的掺入对复合材料性能的影响,分析了纳米纤维素复合材料的安全性和生物降解性,最后对纳米纤维素复合材料的发展趋势进行了展望。纳米纤维素作为增强相可以增加聚合物基体的机械强度和阻隔性能,还可以作为抗氧化剂、抗菌剂等活性物质的载体,与聚合物基体复合后延长食品货架期。纳米纤维素复合材料可以解决包装行业面临的很多问题,将包装浪费降至最低。同时为了提高纳米纤维素复合材料的物理化学性能,还要继续开发新技术,以期更广泛地应用于食品包装领域。

纳米TiO_2/SiO_2复合食品抗菌材料

以水玻璃和Ti(SO4 ) 2 为原料 ,制备出了多孔的纳米TiO2 /SiO2 复合粒子。在后处理过程中 ,利用无机包覆剂溶解度随温度的变化 ,在复合粒子表面包覆了一层无机结晶膜。经热处理除去包覆剂后 ,得到了以单分散纳米复合粒子组成的复合微粉。对复合微粉进行比表面和孔容测试 ,并运用XRD和TEM进行了表征。发现TiO2 以 12 6nm的纳米晶粒的形式被多孔的SiO2 包覆 ,所形成的复合粒子则约为2 0nm。为了了解复合微粒的灭菌效果 ,运用纳米TiO2 和复合粉末对 4种保健食品进行对照灭菌实验。两个月以后 ,测得含复合微粒的样品中的菌落总数为 5 0～ 12 0个 / g ,是相应保健食品企业标准许可菌落数的 0 2 5 %～ 0 .7% ,为相应空白样和纳米TiO2 粉样品菌落数的 0 .5 2 %～ 0 .97%和33 .3%～ 83 .3 %

多壁碳纳米管固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定食品接触材料中双酚-二环氧甘油醚的迁移量

建立了测定食品接触材料中6种双酚-二环氧甘油醚(双酚A二缩水甘油醚(BADGE)及其衍生物双酚A(2,3-二羟丙基)甘油醚(BADGE·H2O)、双酚A(3-氯-2-羟丙基)甘油醚(BADGE·HCl)、双酚A(3-氯-2-羟丙基)(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·H2O·HCl)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)及其衍生物双酚F双(3-氯-2-羟丙基)甘油醚(BFDGE·2HCl))迁移到食品中的迁移量的高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)。样品以叔丁基甲醚(MT-BE)为提取溶剂,超声提取,提取液经多壁碳纳米管(MWCNTs)固相萃取(SPE)柱富集、净化。以COSMOSILC18为分析柱,流动相为0.1%甲酸的5mmol/L醋酸铵溶液和甲醇。6种双酚-二环氧甘油醚在1.0～100μg/L范围内线性关系良好(r2>0.9991)。在3个添加水平下,6种目标化合物的回收率范围为78.6%～89.9%,相对标准偏差小于10%。方法检出限范围为0.5～1.5μg/L。该方法操作简单,灵敏度高,可应用于食品接触材料中双酚-二环氧甘油醚迁移量的快速检测。

食品接触材料中纳米银迁移行为研究

目的研究纳米银在不同食品模拟液中的迁移情况。方法采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)检测了纳米银保鲜盒中纳米银的含量,比较了微波消解和干法灰化的前处理效果,并研究了不同温度情况下,纳米银食品接触材料在脂肪类(正己烷)、酸性(4%乙酸)、酒精类(65%乙醇)和水性(去离子水)食品模拟液中的迁移行为。结果食品模拟溶液、温度对纳米银的迁移有影响,其中纳米银在脂肪类模拟液中的迁移速度最快,在65%乙醇中迁移速度最慢。由Fick扩散模型,建立了PVC中塑化剂的迁移规律数学模型,得到了模型的重要参数。结论本研究成果能够对食品接触材料中纳米银的安全性评价提供技术支持。

圆周速度对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银-石墨复合材料,研究圆周速度对复合材料接触电压降的影响。结果表明,当压力一定时,随着圆周速度的增大,复合材料的接触电压降略有增加,而圆周速度增大到一定值后,接触电压降急剧增加并伴有火花磨损出现。压力较小时(1N/cm2)圆周速度为7.5m/s时就出现电火花,压力较大时(2.5N/cm2)圆周速度为15m/s出现电火花。在圆周速度不变的条件下,接触电压降先升后降最后趋于稳定。

压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金法制备碳纳米管-银-石墨复合材料电接触材料,在带电状态下(10A/cm2),研究了压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响,结果表明:当压力较小时(10N/cm2,5N/cm2),由于电刷的跳动产生火花,导致复合材料接触电压降较大;随压力增加,复合材料电刷和换向器的实际接触面积增大,接触电阻减小,电刷的接触电压降下降;由于碳纳米管的研磨作用,阻止了润滑膜随磨损时间延长而增厚,使电刷的接触电压降维持在一个较稳定的数值上。

碳纳米管增强银/石墨复合材料电接触性能研究

采用粉末冶金法制备碳纳米管/银/石墨复合材料(CNTs/Ag/G),研究了碳纳米管增强银/石墨复合材料的电接触性能。结果表明:随CNTs含量的增大,复合材料的布氏硬度、表面粗糙度和接触电阻均呈现先上升后下降的趋势,说明少量的CNTs可以起到提高电接触性能的积极作用。这是因为少量的碳纳米管可以均匀分散在复合材料基体中,能够起到很好的增强作用;随含量的继续增大,CNTs难以在基体中分散均匀,容易发生团聚,割裂基体,从而导致材料性能降低。

抗菌食品接触材料中纳米银的迁移规律研究

根据GB/T 5009.156-2003,以水、乙醇、乙酸和正己烷作为食品模拟液,把聚丙烯纳米银复合材料浸泡在食品模拟液中,以时间和温度为变量,蒸干浸泡液后消解定容,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)检测迁移出的纳米银的浓度。结果表明,接触材料中的纳米银在不同的模拟液体中的迁移量与温度和时间的变化成正比。

纳米纤维素基抗菌复合材料及其在食品包装中的研究进展

纤维素是自然界储量最高的天然高分子材料,在能源问题日益严峻的今天,纤维素类材料越来越受到人们的关注。近年来,纳米纤维素因具有优异的机械强度和化学稳定性,同时还具有轻质、广泛的可利用性、可再生性和生物降解性等特点,已成为纳米技术领域的研究重点之一。在众多纳米纤维素基复合材料的研究中,纳米纤维素基抗菌复合材料以其优良的抗菌性能、潜在的实用性而受到广泛关注,在包装材料领域的应用方面具有很大的潜力。本文主要从纤维素和纳米纤维素的特性,以及常见用于与纤维素复合的抗菌剂种类论述纳米纤维素基抗菌复合材料的研究进展,并总结这类复合材料在食品包装领域的应用现状。

纳米复合材料在食品包装中的应用及研究现状

随着纳米技术快速发展,纳米包装材料已广泛应用于食品包装领域。综述了高阻隔型、抗菌型和保鲜型纳米复合材料在食品包装方面的研究现状,并对其生物安全性进行了分析评价。

生物高分子纳米复合材料在食品包装中的应用

简述了聚合物纳米复合材料的制备及表征方法,主要论述了纳米填料对可降解生物高分子性能尤其是阻隔性的影响。指出了改善纳米填料的分散程度以及与聚合物的相容性是材料开发的关键,如何制备具有高性价比的功能性降解包装材料(如抗菌性)并满足相关法规要求,将会成为新的发展方向之一。

PLA纳米复合材料在食品包装的应用研究进展

本文综述了PLA纳米复合材料在食品包装领域的研究进展,具体包括PLA/纳米木质纤维复合材料、PLA/纳米黏土复合材料、PLA/金属或金属氧化物纳米复合材料以及PLA共混聚合物纳米复合材料。并从制备方法、力学性能、热稳定性、降解性能、紫外光/气体阻隔性能、抗菌性能、迁移性能等方面分析了各类纳米复合材料的优势,最后对PLA/纳米复合材料在食品包装的应用前景进行了展望。

生物可降解/纳米复合材料在食品包装的应用

现在应用在包装工业的材料大多都是不可降解的。因此，跟其它需要短期包装的产品一样，食品的包装材料也潜伏了一个严重的全球环境问题。对于延长食品的保质期，提高食品的质量，同时降低包装的垃圾（例如生物可降解或者是可食性包装）的努力，成为促进生物包装材料探索的动力。由于它们的生物可降解特性，应用这些材料能够在一定程度上解决垃圾问题。