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食品納米材料緩速發(fā)展
來源: fbe-china.com作者: Kenny Fu 時間:2016-08-07 23:36:51點擊:2483

一個新技術的應用往往是一步步發(fā)展的。對于納米科技在食品中的應用,發(fā)展的時間軸上前進的步伐更小。

一個吸引眼球的短語可以讓制造業(yè)突然變得很流行而眾人皆知,想想互聯(lián)網類的東西或者六西格瑪?shù)?。但是就如昨日的新聞,他們的壽命又是短暫的?/p>

納米科技享受快進狀態(tài)并不是很多年前的事,但是其明星光環(huán)在逐漸褪色。部分的原因在于其模糊的術語以及賦予它的諸多定義。

食品科學家一直致力于可能的改進生物利用度,同時他們意識到這個主張會踏入公共關系的雷區(qū)。微生物學家都在追求“芯片上的實驗室”來檢測食品病原菌,盡管其離商業(yè)化還很遠。 

從某種意義上,納米科技并沒有走遠,只是在走下坡路。 

例如,Owlstone是一家較早開發(fā)出不對稱離子遷移譜法的英國公司,他們掌握一種通過微型化離子光譜檢測二乙?;瘜W信號的技術,二乙酰是啤酒和其他酒發(fā)酵過程中的風味指示劑。當十余年前Owlstone 開始發(fā)展食品和飲料產品的電子鼻技術時,它開始為自己披上了納米科技的外衣。 

今天,更少地,“我們偏移了那些‘納米科技’應該做的’”,這個公司的通訊主管在一封email中寫道。“這個詞出現(xiàn)在我們的域名里幾乎是一個歷史上的偶然。” 

包裝材料中的納米顆粒則被潛在的規(guī)則改變著。三年前,Nanox Tecnologia S/S 得到了巴西政府的關于將納米銀離子用于聚乙烯包裝中的支持決定。根據(jù)來自巴西的São Carlos公司的CEO Gustavo Simoes稱,這個銀離子約為0.2μm厚,厚度是其他的制造商生產的抗菌銀離子厚度的十分之一,但是抗菌效果同樣有效。

這個由銀離子覆蓋的二氧化硅粒子約有7μm厚,隨后該粉末在注射制膜前加入而預先呈現(xiàn)。這個二氧化硅載體有助于塑料顏色和透明度得以保持,同時銀離子還會使培養(yǎng)基中的菌逐步下降。“這是個物理過程。”Simoes說。

在巴西售賣的大多數(shù)的牛奶都是使用UHT工藝處理,其貨架期可以約為4個月。新鮮的牛奶通過最低限度的巴氏殺菌然后通過可以保持一些日子。少量的巴西乳業(yè)目前正將Nanox’s微粒應用于高密度聚乙烯容器和靈活的包裝中,可以將其貨架期從10天延長至40天。

“向消費者們解釋容器自動殺菌的益處常常很難,”Simoes承認,但是延長保質期則易懂。

Nanox是陶瓷材料發(fā)展過程中多學科中心中剝離出來的,是一項政府的研究計劃。二氧化硅的遷移測試和銀離子組成都顯示其低于巴西衛(wèi)生機構的豁免值。這個材料目前也在FDA注冊,但是要想得到EPA的抗菌劑的注冊常常更漫長,并且過程也開銷巨大。Simoes說該公司也在努力獲得美國投資者的支持來注冊。

潮濕路滑

用于食品接觸表面的納米涂層是最活躍的領域,盡管預防生物蓄積性的生物安全性通常推動工作,對環(huán)境生產的益處超過了其安全性。

馬賽諸塞州大學的研究者們將化學鍍鎳工藝將氟化的納米顆粒共沉淀在熱交換器的不銹鋼片內部。五層多聚的生物膜,其厚度不足100納米,其可以減少由表面生物膜污垢造成的機器關閉。

一個相似的益處可有光滑液體浸沒的多孔表面(SLIPS)得到,這是一個由哈佛大學工程與應用科學學院得到的表面化學物。SLIPS是一個氟化油,其可以固定于表面,由此產生了“omniphobicity”以此來區(qū)分納米結構超疏水表面——生物膜可以粘附的表面。

位于安大略湖畔的圭爾夫大學納米科學系主任John Dutcher指出,SLIPS的吸引力的一部分是其廉價,其經濟廉價是其應用于任何可以應用于食品設備和接觸表面的金屬涂層表面的先決條件。“納米毒理學是真正需要關注的點”,他補充道,大量的研究正在進行中,以此了解分子水平上納米材料進入環(huán)境或者人體。

設備表面的涂層與食品接觸時不會遷入食品是少有爭議的。從蒸汽管道、冷凝線、烤箱、洗瓶機和別的設備的能量損耗促使生產成本上升,但是用石棉使其絕緣在食品廠使用的并不多,那樣的話水氣會使絕緣體變成微生物培育箱。

工業(yè)納米科技有限公司的環(huán)氧樹脂涂層依賴多孔管道來吸附微觀層的熱。一個典型的應用為六層的涂層,總厚度為300μm,或0.3mm。

一個與歐洲軟飲制造商有關的項目是通過使用了這個公司的六層的EPX-4 環(huán)氧樹脂涂層,并且跟隨著另外兩層,其一是透明的GP涂層,另一層是水基的丙烯酸涂層——由NSF 國際注冊為間接食品接觸材料。根據(jù)來自美國弗羅里達州,Naples公司的商業(yè)發(fā)展副總統(tǒng)Francesca Crolley稱,這個瓶子在該項目上實現(xiàn)了13月的投資回報。

工業(yè)納米科技非常小心的避免比較絕緣R值。這是一個歐洲標準,是通過將瓶子的涂層與3英寸厚的石棉等同。這個相當于R9-R12絕緣值。

Blue Line 啤酒廠去年實現(xiàn)了一個更吸引人的投資回報,這是紐約北部阿迪朗達克山脈的一家小啤酒廠。根據(jù)該廠老板Mark Gills稱,在85加侖的糖化鍋表面使用六層涂層,會使麥芽汁在45min內加速達到麥芽汁的沸點。而一個65加侖的未覆蓋涂層的糖化鍋需要2h才能達到沸點。

牙科糖果

如果Gills曾經考慮在他的糖化鍋里面中的啤酒花和麥芽中加入納米組分的話,毫無疑問會形成大漩渦。這恰好解釋了Robert Karlinsey 收到來自糖果制造商們閉門羹,他曾和他們接洽推銷他所發(fā)明的牙齒美白和角質修復劑。

一個印第安納大學牙科專業(yè)的納米項目前主管說,Karlinsey通過納米級熔合過程來將鈣離子和磷酸鹽離子熔合,使之在牙齒表面形成一種像搪瓷材料一樣的物質。“基本上,這是一個牙齒修復劑”,印第安納波利斯州的印第安納納米LLC公司的總經理Kralinsey稱。

這個工程材料2007年開始來自3M公司一系列的專業(yè)口腔處理產品曾經被使用。它也被并入了零售產品Clinpro Tooth Crème。成分表形容這個材料是一個磷酸鈣,是一個非常謹慎的名字。

“它的一個大的賣點是用磷酸鈣代替氟化物,”他認為。“我們是第三或者第四個將磷酸鹽加入到牙科產品中的公司,不過我們是最有效的。” (他)并指出許多制藥學中的活性物質都應該是納米級才可以通過細胞膜,Karlinsey 說增加生物利用度,有益于食品及糖果,盡管公眾的認知仍然是絆腳石。

公眾對于納米材料的抵抗是廣泛存在的。地球之友目前向歐盟衛(wèi)生專員游說發(fā)布聲明暫停納米材料應用于食品補充劑和食品接觸材料,同時還堅持重新定義納米粒子尺寸為目前最大尺寸(約100納米)的三倍大。

位于溫哥華的英屬哥倫比亞大學土地食品系的系主任Rickey Yado說:“我們看得出納米組分和轉基因作物面臨著同樣的爭議”。“藥品是生死攸關的東西,” 這個也使得納米材料的醫(yī)藥制造商們免于批評。“食品是完全不同的一個應用領域。在觸及各種技術方案選擇的時候,我們易于受感情影響,”Yado 繼續(xù)說,“這經常導致對納米材料的否定。”

美國FDA、加拿大的健康機構和別的監(jiān)管機構為食品中某些納米組分的監(jiān)管提供了一般指南,但是直到有著清楚的標準、定義和監(jiān)管,他期望食品制造商們繞開這些,唯恐他們被誹謗。同樣地,在活性包裝中使用納米組分將退出市場直至他們關于向食品中遷移的潛在風險有明顯的答案。

在此期間,不同類型的納米涂料的開發(fā)將使得材料科學領域充滿活力,食品生產商將因此獲得豐厚利益。

文章來源:foodaily

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