食品接触用纳米材料的迁移及纳米银生物抗菌性研究
纳米银和纳米氧化锌由于具有抗菌性和保鲜性等优异性能而被广泛应用到食品包装领域。然而，食品接触用材料中的纳米粒子易迁移至食品中进而产生食品安全隐患。本论文将食品包装的研究方法与纳米材料的研究方法相结合，对食品接触用纳米材料中添加的纳米银和纳米氧化锌的迁移及纳米银的抑菌活性进行评估。实验购买四种材质的纳米银食品接触用功能材料并且制备多种纳米氧化锌食品接触用材料作为研究对象，分别对产品中纳米添加物的含量、形貌及粒径进行检测和分析，在25℃到100℃之间设定一系列温度条件，选取不同浸泡时间，对产品进行迁移实验。通过电感耦合等离子质谱仪ICP-MS、原子吸收光谱仪AAS进行定量检测，采用扫描电镜SEM/EDS和马尔文纳米粒径仪进行定性分析和粒径检测。分别探讨纳米尺寸、塑料材质、食品模拟液种类、反应温度、接触时间等条件对食品接触用纳米材料中添加的纳米银和纳米氧化锌迁移的影响。评估纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力及纳米银浓度对抑菌活性的影响。主要研究内容和结果如下： （1）利用电感耦合等离子质谱仪ICP-MS对四种包装材料中纳米银含量和迁移量进行测定。结果表明，纳米银餐盒（PP材质）和纳米银奶瓶（PES材质）中的纳米银含量较多，分别为30.01μg/g塑料和27.24μg/g塑料，而纳米银储奶袋（PET+PE材质）和纳米银砧板（PE材质）中纳米银含量较少。四种材料的迁移结果显示，纳米银餐盒（PP材质）中纳米银的迁移量最大，为0.725μg/g塑料，纳米银储奶袋（PET+PE）中纳米银迁移量最小，仅为0.067μg/g塑料。 （2）根据国家标准对食品接触用纳米银材料进行迁移研究，结果表明，食品模拟液种类对包装材料中添加的纳米银的迁移有明显影响，其中纳米银在油类食品模拟液——正己烷中迁移量最大，在水类食物模拟液——蒸馏水中迁移量最小；温度和接触时间均会对包装材料中纳米银的迁移产生影响，即在同种食品模拟液条件下，升高温度和延长接触时间均会引起包装材料中纳米银的迁移量增大。通过扫描电镜SEM/EDS和马尔文纳米粒径仪对迁移出的纳米银的形貌和尺寸进行分析，结果显示，迁移出的纳米银粒子大部分呈球形且聚在一起，纳米银粒径大小从几十到几百纳米不等，平均粒径约为364.6nm。 （3）通过自制纳米氧化锌涂料，对食品接触用纳米氧化锌涂料中纳米氧化锌的迁移进行研究。结果显示，纳米粒径对涂料中纳米氧化锌的迁移有明显影响，当纳米粒径超过100nm后，纳米氧化锌的迁移量明显增大，并且粒径越大迁移量越大。基体材质对纳米氧化锌的迁移没有影响。 （4）对市售纳米氧化锌食品包装（PP材质）进行迁移研究。结果显示，食品模拟液种类对纳米氧化锌的迁移有较为明显的影响，纳米氧化锌在正己烷和4％乙酸中的迁移量较大，在水中的迁移量非常低。通过升高温度和延长接触时间，包装材料中添加的纳米氧化锌的迁移量均会增大，但增大的幅度相对较小。应用扫描电镜SEM/EDS和马尔文纳米粒径仪对迁移出的纳米氧化锌进行形貌和粒径分析，结果显示，纳米氧化锌粒子呈大小不等的柱状形态，多聚团在一起，粒径尺寸在50nm至400nm之间。 （5）纳米材料的抗菌性评估。本章对目前应用最广泛的纳米银粒子的抗菌性进行研究，分析纳米银粒子对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性。研究发现，纳米银粒子对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有明显的抑菌性，纳米银的浓度与其对大肠杆菌的抑制作用有密切关系，并且纳米银粒子对金黄色葡萄球菌的抗菌能力要显著高于对大肠杆菌的抗菌能力。
食品检验;纳米银;纳米氧化锌;材料迁移;抗菌性能
中国计量大学
硕士
生物化学与分子生物学
关荣发
2016
中文
TS207
76
2017-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）