静电纺丝技术在食品包装领域的创新应用

静电纺丝技术在食品包装领域的创新应用

静电纺丝技术是一种能够制造亚微米或纳米级聚合物纤维的多功能、经济高效的方法。近期，南京林业大学苏二正教授等人发表综述，总结了静电纺丝技术在食品包装方面的研究进展。该研究成果发表于期刊《Food Packaging and Shelf Life》，系统介绍了静电纺丝技术在食品包装中的应用及其未来发展方向。

电纺技术在食品包装中的优势

电纺技术在食品包装中展现出诸多优势：

1. 温和加工条件：电纺可在温和条件下进行，不会影响载荷物质的活性，同时可实现在特定部位的有针对性释放。

2. 可定制性：通过改变溶液的性质和工艺参数，可以实现不同的材料形式，如高粘度、脆性和粘附性，以满足各种需求。

3. 多功能性：电纺材料可具有抗菌、抗氧化等特性，同时具备耐高温和高湿度的特性，适用于各种食品包装应用。

电纺技术在食品包装中的应用

电纺技术在食品包装领域具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：

• 智能包装：通过电纺技术制备的智能包装材料可以实时监测食品的状态，如温度、湿度等，及时预警食品变质。

• 抗菌包装：电纺纳米纤维可以负载抗菌物质，有效抑制细菌生长，延长食品保质期。

• 抗氧化包装：电纺材料可以负载抗氧化物质，防止食品氧化变质。

• 高温/高湿度耐受包装：电纺材料具有良好的耐高温和高湿度特性，适用于各种环境条件下的食品包装。

电纺技术在食品包装中的局限性与未来方向

尽管电纺技术在食品包装领域展现出巨大的潜力，但其实际应用仍面临一些挑战：

• 安全性和监管问题：在食品工业中实施静电纺丝技术需要克服重大的安全和监管障碍，需要进行广泛的研究来解决。

• 材料创新：未来的研究方向包括开发具有新结构和功能的静电纺丝材料，整合多学科方法来开发更理想的食品包装材料。

图1 制备活性食品包装的一般方法。

图2 2002-2023年Web of Science数据库中以“食物和静电纺丝”为检索主题的出版物数量。

图3 近年来电纺丝食品包装的叠加可视化(2017-2022)。

图4 静电纺丝分类示意图。(A)单轴静电纺丝。(B)同轴静电纺丝。(C)乳液静电纺丝。

图5 各种静电纺丝的典型应用。(A)单轴静电纺丝。(B)同轴静电纺丝。(C)乳液静电纺丝。

图6 静电纺丝的影响因素。(A)聚合物溶液性质对纳米纤维形貌的影响。(B)接收距离和纺丝电压对纳米纤维形貌的影响。(C)溶液流速对纳米纤维形貌的影响。

图7 紫甘薯提取液纳米纤维膜的可逆比色反应。

图8 具有光程序热响应的非织造布易腐供应链的智能非比色指示器。

图9 黑莓保鲜用静电纺丝包装。(A)用于黑莓保鲜的OEO@ β-CD/PLA/PCL静电纺丝纳米纤维。(B)用于黑莓保鲜的PLA/LEO/PNIPAAm静电纺丝纳米纤维。

图10 耐高温、耐潮湿包装示意图。

结语

静电纺丝技术在食品包装领域的应用具有巨大的创新潜力和广泛应用前景。通过进一步的研究和开发，有望为食品包装材料的开发提供新的途径和方法，从而提高食品安全、延长保质期并减少食品浪费。

本文原文来自南京林业大学苏二正教授团队的研究成果，发表于期刊《Food Packaging and Shelf Life》。