Применение нанокремнезема для упаковки пищевых продуктов было изучено в качестве поверхностных материалов для контакта с пищевыми продуктами. Компания в Германии, изготовила обогащенную силикатными наночастицами упаковочную пленку, которая задерживает поступление O2 и других газов и потерю влаги, предотвращая порчу пищевых продуктов.
Компания в США, разработала нанокомпозит на основе глинистых наночастиц. Было сообщено, что нанокомпозиты, состоящие из 5% наночастиц кремнезема, приводят к улучшению механических и физических свойств. Недавно Фархуди показал, что применение наночастиц SiO2 в качестве наполнителей в упаковочных материалах для пищевых продуктов оставляет извилистый путь для газов. Чен и др. модифицировали бумагу для образования лотоса, подобного супергидрофобной поверхности, путем покрытия наночастицами кремнезема R812S и силиконового масла полидиметилсилоксана (ПДМС). Бумага с покрытием обладала сильными водоотталкивающими свойствами.
Оксид цинка (ZnO)
Частицы оксида цинка проявляют хорошую антибактериальную активность, которая усиливается с уменьшением размера частиц. Для стимуляции ZnO требуется видимый свет. Его прямой контакт с микробной клеточной стенкой может привести к разрушению целостности бактериальных клеток, высвобождению антимикробных ионов, т.е. ионов Zn2+, и генерации РОС. Саваи отметил, что ZnO является наиболее эффективным антибактериальным средством для ингибирования роста S. aureus по сравнению с MgO и CaO.
- Севинк и Хэнли исследовали, что ZnO снижает рост бактериальных биопленок (Streptococcus sobrinus) почти на 80% в стоматологических материалах.
- В другом исследовании, наблюдались различные подходы, т.е. порошок, пленка, покрытие ПВХ и покрытие.
- Для применения нано-ZnO в пищевых системах и был сделан вывод, что нано ZnO проявляет антибактериальное действие против L. monocytogenes и Salmonella enteritidis в жидком яичном белке и в культуральных средах.
- Ли и др. сравнили антибактериальную активность порошка ZnO и наночастиц ZnO против пищевых патогенов (Bacillus cereus, E. coli, S. aureus, S. enteridis) и отметили, что наночастицы ZnO обладают лучшей антибактериальной активностью, чем наночастицы ZnO против всех протестированных бактерий.
- Петчватана и Накнанен подготовили PBS (полибутиленовый сукцинат)/тимольную пленку и оценили ее антимикробную активность против E. coli и S. aureus. Недавно Петчваттана и др. продемонстрировали значительную антибактериальную активность полибутиленасукцината (ПБС)/композитной пленки из оксида цинка против E. coli и S. aureus.
- Вибуранавонг и др. проанализировали ингибирующую активность карвакрольного масла против S. aureus и E. coli.
Эфирные масла могут выступать в качестве перспективного антимикробного агента в пленке PBS, но их неприятные запахи влияют на его принятие. Для преодоления своего запаха, когда ZnO добавляется в PBS, полученный продукт проявляет лучшую антибактериальную активность, лишенную летучих запахов.
Поглотители кислорода
Доступ к О2 в пищевой упаковке сокращает срок годности продукта, возникает прогорклость, рост аэробной микрофлоры, снижение содержания витаминов, неприятных запахов и нежелательных цветовых изменений. Вместе с тем, при хранении свежие фрукты и овощи производят некоторые нежелательные соединения, т.е. производство паров этилена в климатических фруктах, что ускоряет послеуборочное созревание и сокращает срок годности.
В свою очередь, для того, чтобы обойти эти вредные эффекты, необходимо ликвидировать попадание O2 в упаковку или снизить его до приемлемого уровня в соответствии с продуктом. Содержание O2 в напорном пространстве упакованных продуктов питания может быть уменьшено за счет вакуумного уплотнения или создания атмосферы инертного газа в упаковке (N2, CO2) или и того, и другого, а также за счет использования поглощающих кислород материалов. Различные представления об активной упаковке, основанные на нанокомпозитных пленках, были исследованы на предмет улавливания кислорода и этилена или ограничения пути диффузии кислорода.
В качестве активного упаковочного материала для нарезанного мяса, птицы, напитков, вареной пасты, готовых к употреблению закусок, рыбы и т.д. может быть исследован целый ряд полимеров, имеющих наноструктурированные поглотители кислорода. Сяо и др. (2004) разработали O2 пленки для уборки мусора и включили TiO2 NPs в различные полимеры, и этот нанокомпозитный материал был далее исследован в качестве упаковочного материала в чувствительных к кислороду продуктах питания.
Продолжение...