一、研究背景

食品安全是生产者和消费者关注的主要问题。尽管现代生产技术取得了进步，但由沙门氏菌、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等食源性病原体引起的疾病继续对人类健康构成重大威胁，并且仍然是一个紧迫的全球问题。世界卫生组织2015年公布的数据表明，全世界每年约有6亿例食源性感染病例和42万例相关死亡。除了食源性病原体外，真菌感染不仅会导致全球作物产量损失高达20%，而且还会在粮食生产的后续阶段造成严重问题。真菌是水果、蔬菜、奶酪和调味品等食品变质的主要原因，造成重大经济损失。

食品包装是供应链中保护食品免受微生物污染和环境影响的关键策略，并保持产品的安全性，质量和商业性。由于消费者要求更安全，更健康，更高质量的食品，食品包装的传统角色正在演变，以应对不断变化的市场需求。活性食品包装是一种保持产品保质期，确保其安全性、新鲜度和完整性的新策略。与传统的直接向食品中添加抗菌剂和抗氧化剂等活性物质相比，将活性物质添加到活性包装中可以减少所需物质的数量，同时避免这些物质与食品的化学成分发生反应。活性包装系统通常可分为两部分，即清除系统和释放系统。清除系统从食物或其环境中去除不需要的化合物，如水分、二氧化碳、乙烯、氧气、气味和紫外线，而释放系统向食物或其环境中添加化合物，如抗菌化合物、防腐剂、抗氧化剂、香料、二氧化碳、乙烯和乙醇。

通过静电纺丝设备制备的纳米纤维由于具有比表面积大、承载活性物质能力强等优点，在活性包装中得到越来越多的应用。纳米纤维是指直径小于100nm的纤维，但一般包括直径在100 - 1000nm之间的纤维。制备纳米纤维的方法通常有静电纺丝、溶液吹丝和离心纺丝。基于这些方法，许多基于纳米纤维的活性氧包被开发出来，食品保鲜，抗氧化剂，除湿和乙烯去除。不可生物降解的石油基塑料已经造成了严重的全球生态问题，在食品工业中使用生物降解材料的趋势越来越大。与传统的不可生物降解、可持续或可回收的石油基塑料包装不同，纳米纤维可以从各种生物降解材料中选择，包括天然聚合物（例如植物和动物蛋白质和多糖）、合成聚合物（例如聚乳酸[PLA]、聚乙烯醇[PVA]、聚乙烯吡罗烷酮[PVP]、聚己内酯[PCL]、聚（环氧乙烷）[PEO]、聚苯乙烯[PS]和聚丙烯腈[PAN]）。以及它们的混合物（Min等）。一般来说，由天然组分组成的纤维具有较好的可降解性和生物相容性，但力学性能较差，而由合成组分组成的纤维通常具有较好的力学性能。

二、摘要

活性包装是随着消费者对更安全、更健康和更高质量食品的需求而出现的一种保持产品保质期和确保其安全性、新鲜度和完整性的新策略。纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率和高活性物质承载能力等特点，在活性食品包装中的应用受到了广泛的关注。介绍了静电纺丝、溶液吹丝和离心纺丝制备活性食品包装纳米纤维的三种常用方法及其影响参数，并比较了这些方法的优缺点。讨论了制备纳米纤维的主要天然和合成聚合物衬底材料；阐述了纳米纤维在活性包装中的应用。讨论了目前的局限性和未来的发展趋势。利用不同来源的衬底材料制备纳米纤维用于活性食品包装已经有了很多研究。然而，这些研究大多还停留在实验室研究阶段。解决纳米纤维的制备效率和成本问题是其在商业食品包装中应用的关键。

三、结论

综上所述，近几十年来随着纳米技术的发展，纳米纤维在活性食品包装中的应用得到了广泛的研究，包括抗菌、抗氧化、除乙烯、除湿等包装。纳米纤维的制备方法包括静电纺丝、溶液吹丝和离心纺丝。其中，静电纺丝是研究最多的方法，但溶液吹丝和离心纺丝效率更高，因此为纳米纤维在活性食品包装中的大规模应用提供了更多的可能性。此外，纳米纤维衬底材料广泛可用，可根据安全性、可降解性、功能性、活性物质性质等不同要求自由选择，因此在活性食品包装中具有很大的潜力。

虽然在过去几年中，纳米纤维在活性食品包装中的应用取得了相当大的进展，但大多数应用仍处于实验室研究阶段。纳米纤维活性包装在食品工业中的商业应用还存在一定的局限性。例如，纳米纤维的制备效率低，制备成本高，特别是生物基纳米纤维，此外，纳米纤维在食品包装中的应用安全性尚未得到充分的测试。

纳米纤维制备效率：更多关注纺丝技术，从技术角度解决纳米纤维制备效率问题。虽然吹液纺丝技术显著提高了制备效率，但在商业食品包装方面仍有一定的差距。因此，优化纺丝装置或开发新型纺丝装置是提高纳米纤维制备效率的有效途径。此外，还应采用更有效的纺纱方法，如多流体纺纱。

纳米纤维的制备成本：纳米纤维的制备成本是限制其在活性食品包装中大规模应用的另一个重要因素。从植物废物或动物毛发、骨骼或尸体中提取蛋白质或多糖作为纺丝材料是实现资源利用和降低纳米纤维制备成本的一种很有前途的方法。

图1.静电纺丝设备示意图。

图2.溶液纺丝设备示意图。

图3.离心纺丝设备及操作示意图。