近年来,静电纺丝技术在食品科学领域中的研究已成为研究热点。采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维可以保护食品中的生物活性成分,提高生物利用率,增强食品成分抗菌及抗氧化能力。
1. 食品包装(抑菌、降低氧和湿气通过率)
(1) 纯基质型
静电纺丝直接将高分子物质制备成纳米纤维膜,是一种制备食品包装材料的简单选择。
例如:普鲁士多糖、玉米蛋白或者其复合物通过静电纺丝方法制备得到的复合薄膜可以显著降低氧和湿气的通过率,而乳清蛋白分离物则不可以,不是所有的高分子物质都可以制备包装材料。
(2) 掺杂功能性
可将功能性物质(如具有阻隔性、抗菌等功能的有机物、无机物、纳米颗粒等)与高分子物质混合。例如:掺杂抗菌性没食子酸的玉米蛋白纤维;掺杂甲壳素/TiO2的聚乳酸纳米纤维可以杀菌并且可以降低氧和湿气的通过率,用于草莓保鲜。
(3) 同轴功能
采用同轴静电纺丝,核层为抗氧化剂玫瑰果籽油,壳层为玉米醇蛋白,延长了香蕉和橘子的货期。
纯抗氧化剂不可纺丝
(4) 层层自组装
醋酸纤维素、负电海藻酸钠、壳聚糖、溶解酵素等交替沉积,可以延长猪肉货架期
2. 食品检测
(1) 目标检测物的提取富集,静电纺丝纳米纤维表面修饰有特异性物质,可结合目标检测物,从而实现大量富集溶液中的目标检测物。例如:表面改性的纳米纤维作为固相萃取预处理吸附剂来提取富集猪肉中的13中代表性磺胺类药物残基。
快速、方便、环境友好、有机溶剂用量少。
(2) 物质快速检测
化学传感器的原理是通过被测定物质与固定在化学传感器上的受体材料发生特异性结合,从而引发光学、电学、质量等方面的信息变化,从而间接测定物质的量。
例如:在聚丙烯酸/聚乙烯醇纳米纤维可以检测大肠杆菌。
灵敏度高、选择性强、制备简单、检测方便
3. 食品载体
静电纺丝可以作为食品活性成分等载体,提高食品活性成分的稳定性及安全性、掩盖不需要的气味或者味道、延缓食品活性成分的释放等。通常用玉米蛋白或者壳聚糖作为载体。例如:叶酸在光或者酸性条件下易于降解,制备维生素E的玉米蛋白/聚氧化乙烯/壳聚糖静电纺丝纳米纤维,在人工胃液中维生素E具有缓释特点。
4. 食品添加剂
纳米纤维可以调控优化食品添加剂的性能,从而达到更好的添加效果。例如:掺杂抑菌的聚乙烯醇纳米纤维中添加到被大肠杆菌污染的苹果酒中,可以有效抑制大肠杆菌的活性。