通过智能化与功能多样化设计,开发新型智能食品包装储藏体系,保障食品贮运过程中的品质和质量安全,并延长食品储藏货架期,是目前食品包装领域的前沿课题和研究热点。在食品储存和运输过程中,氧气浓度、湿度、温度、紫外线照射和微生物等环境因素都会对食品的品质、颜色、气味和其他感官特性产生实质性影响。这些因素与食品储藏环境内微生物的生长和繁殖密切相关,是决定食品质量和安全的关键因素。
对于大部分食品来说,储存和运输环境中较高的氧气水平会加速脂肪和油的氧化过程,从而通过消耗食品中的维生素和氨基酸导致食品的营养成分降低。而储藏微环境内相对湿度的变化会改变食品的含水量和水分活性,通过物理、化学或生物作用影响食品的质构、感官及腐败特性。其中,食品基质含水量受控于储藏微环境相对湿度的变化,满足水分迁移等温线(脱吸或吸附),即基质的平衡水分与环境相对湿度的关系;水分活性通过改变微生物对热、光和化学或生物反应的敏感性影响腐败微生物的滋生与繁殖。目前,常用于食品包装储藏体系的氧气和湿度调控方式主要有降调(干燥气体置换或真空包装)、阻调(阻隔包装)和除调(除氧剂或干燥剂)。这3种氧气和湿度调控方式受限于除氧剂或干燥剂的除调能力和除调容量,且除氧剂或干燥剂一直留存于包装储藏体系,具有一定的安全隐患。因此,开发一种智能食品包装十分必要。
由于食品变质通常是由微生物生长引起,抗菌活性包装是一种便捷高效的活性包装体系,一般由基膜和抗菌剂构成。活性包装因能够通过对生物活性物质的控释保证食品的品质而受到业内的关注。抗菌剂是抗菌活性包装的关键。芳香植物的次生代谢物植物精油具有广泛的生物活性(如抗病毒、抗细菌等),有益于食品和人类健康,常被用作食品防腐剂。由于不同的植物精油对不同细菌的抗菌性能亦有所差异,通过植物精油的组合,常常会产生协同抗菌作用,提高抗菌效果。与有机抗菌剂相比,无机抗菌剂具有广谱抗菌活性和良好的稳定性。为了满足抗菌活性包装对抗菌剂的差异化要求,利用不同植物精油的协同作用实现优势互补,已成为目前业内研究的热点。
第一章绪论1
一、智能包装简介1
二、智能包装的应用5
参考文献5
第二章纳米技术应用于智能食品包装8
第一节纳米包装技术8
一、纳米乳剂13
二、纳米脂质体14
三、纳米封装15
四、纳米沉淀15
第二节金属纳米颗粒基复合材料16
一、纳米银粒子16
二、TiO216
三、ZnO17
四、碳纳米管17
五、铜和氧化铜18
六、金18
第三节纳米材料提高食品保质期的机理18
一、阻隔性能21
二、机械性能21
三、热稳定性22
四、光催化性能22
第四节纳米材料在食品保鲜中的应用23
参考文献23
第三章Janus结构应用于智能食品包装33
第一节Janus材料概述34
一、Janus材料简介34
二、Janus膜简介35
三、Janus膜的结构36
四、Janus膜润湿性理论37
第二节Janus膜的构建40
一、表面不对称润湿性制备40
二、不对称厚度制备43
三、不对称孔隙大小调节44
第三节Janus膜定向水传输性能45
一、润湿性梯度效应46
二、毛细管作用力效应46
三、仿生蒸腾效应46
第四节Janus结构的应用47
一、流体单向运输47
二、油-水分离47
三、雾收集48
四、海水淡化49
五、传感器49
六、医学使用50
七、其他应用50
参考文献51
第四章天然食用色素应用于智能食品包装62
第一节pH指示剂64
一、合成染料66
二、天然着色剂68
三、固体载体72
第二节pH指示膜的应用74
一、肉类和肉类制品76
二、鱼和海鲜产品78
三、牛奶和奶制品80
第三节商业监测指标83
第四节pH指示包装系统的挑战与展望84
第五节结论和未来展望86
参考文献88
第五章生物聚合物薄膜应用于智能食品包装98
第一节不同基质膜概述100
一、多糖类生物质基膜概述100
二、淀粉基活性包装膜的应用研究现状103
第二节精油显著的生物活性116
一、抗氧化活性117
二、抗菌活性119
第三节含EOs的生物聚合物基薄膜120
一、多糖121
二、脂质122
三、蛋白质124
第四节生物聚合物基薄膜的应用125
一、水果和蔬菜包装126
二、肉类产品包装127
三、乳制品、坚果和烘焙产品包装128
第五节食品包装的新发展128
一、智能食品包装128
二、食品包装制造算法129
三、安全问题130
第六节结论与未来展望131
参考文献133