ナノテクノロジーで強化された食品および飲料の包装:安全性、賞味期限、イノベーション
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パッケージングナノテクノロジーの分野では大きな進歩があり、科学のあらゆる分野だけでなく私たちの日常生活にも影響を与えています。ナノスケール材料は、電子および光デバイスのパッケージングから健康製品や食品のパッケージングまで、非常に重要な役割を果たします。
パッケージングにおけるナノテクノロジー
ナノテクノロジーは、食品および飲料の包装技術を新たな高みに引き上げています。ナノ対応パッケージングの用途には、食品の味、色、風味、食感、粘稠度の改善、栄養素や健康補助食品の吸収性と生体利用効率の向上、機械的特性、バリア性、抗菌特性が向上した新しい食品包装材料、輸送および保管中の食品の状態をトレーサビリティーおよび監視するためのナノセンサーの開発が含まれます。
現在の市場で活発な技術の中で、脱酸素剤、吸湿剤、およびバリア包装は、市販されている技術の 80% 以上を占めています。たとえば、果物や野菜に塗布すると化学蒸気を放出する「ナノフィルム」は、品質を損なうことなく野菜の保存期間を最大 21 日間延長できます。このナノ材料には、ヘキサナールとして知られる重要な成分が含まれています。これは、豆やキュウリなどの植物に通常見られるものの合成バージョンです。
ナノテクノロジーの主な貢献は次のとおりです。
• 時間/温度インジケータは、RFID (Radio Frequency Identification Data Tag) を使用したインテリジェント パッケージングの主要な部分を占めています。この分野は今後も大きな成長が見込まれる分野です。
• ベーカリーと肉製品のカテゴリーは、最も多くのナノパッケージング用途を惹きつけています。
• 飲料では、炭酸飲料とボトル入り飲料水が大半を占めています。
• 栄養品質を維持し、微生物学的安全性を確保しながら、有効期限を延長するために、アクティブパッケージングがすでに適用され、成功しています。
• ナノクレイは、その低コストと、ポリプロピレン (PP)、熱可塑性ポリオレフィン (TPO)、PET、ポリエチレン (PE)、ポリスチレン (PS)、ナイロンなどの一般的な熱可塑性プラスチックでの有用性により、最も幅広い商業的実現可能性を示しています。
食品における商業用途
パッケージング技術におけるナノマテリアルの応用は、現在の科学研究と好奇心のテーマとなっています。
商業用途の例としては、スライス加工肉、インスタント食品、ビールへの脱酸素剤の使用、生肉、鶏肉、鮮魚への吸湿剤の使用、果物や野菜の包装へのエチレン除去袋の使用などが挙げられます。
研究分野
科学から工学、医学、食品科学まで、ナノテクノロジーのパッケージ化には多くの側面があります。研究分野は非常に幅広く、食品および医薬品包装用のポリマー粘土ナノ複合材、従来のプラスチック(PP、PE、ナイロン、PET、EVOHなど)ベースの包装用ナノ複合材、グリーンポリマー(PLA、PHA、デンプンなど)ベースの包装用ナノ複合材、印刷のナノテクノロジー、コーティングのナノテクノロジー、エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、およびフォトニクスパッケージングのナノテクノロジー、マイクロエレクトロニクスおよびナノエレクトロニクス用の低材料および高材料が含まれます。包装、サプライチェーン/セキュリティにおけるナノテクノロジー、紙ベースの包装におけるナノテクノロジー、包装におけるナノテクノロジーの社会的および環境的影響、バリア包装市場におけるナノ複合材料のライフサイクル分析および経済的実現可能性。さまざまなナノ粒子、その他のナノ構造材料、およびパッケージングのさまざまな側面におけるそれらの役割 (高バリア/耐傷性/紫外線吸収剤など) についての説明
研究テーマには、パッケージング科学技術におけるナノマテリアルの合成、加工、製造、分光特性評価、特性および応用も含まれます。その他の側面には、溶融加工、ポリマー/モンモリロナイト層状ケイ酸塩、食品包装用ナノ複合フィルム、ポリマー/層状フィラーナノ複合材料の輸送特性、半芳香族ポリエステル/層状ケイ酸塩ナノ複合材料、ポリオレフィンのナノ複合材料、ナイロンナノ複合材料、マイクロセルラーポリマーナノ複合材料、バイオ包装におけるバイオナノテクノロジー、デンプンナノ複合材料、抗菌包装用のタンパク質性ナノ材料銀ナノ複合材料、植物の性能を向上させるためのナノテクノロジーの使用が含まれます。軍事用途および包装用途のための油ベースのコーティング、組織工学のためのナノ材料強化足場、ナノ複合包装の商業開発、および包装におけるナノテクノロジーの環境および社会への影響。
地域の中でも、アジア/太平洋、特に日本は、アクティブナノ対応パッケージングの市場リーダーです。対照的に、ヨーロッパのナノテクノロジー市場は食品および飲料の包装に強いです。
ナノマテリアル
- 化学ポテンシャルを調整することによるグラフェンオリゴマーの電磁的挙動の柔軟な制御
- 高性能光検出のための界面誘導WSe2面内ホモ接合
- Al2O3 / ZnOナノラミネートの形態的、光学的、および電気的特性に及ぼす二重層の厚さの影響
- Ge(100)、(110)、および(111)基板上でのSrGe2薄膜の製造
- CuSナノ粒子でコーティングされた着色および導電性CuSCN複合材料の容易な合成
- Au @ TiO2卵黄シェルナノ構造の調製とメチレンブルーの分解および検出へのその応用
- 多剤耐性胃癌に対する相乗的化学療法のためのパクリタキセルとP-gp輸送阻害剤をロードしたPD-L1モノクローナル抗体で装飾されたナノリポソーム
- 構造用カラーマイクロファイバーを使用した光スイッチングパターンの製造
- ペロブスカイト太陽電池のキャリア分離効率を高めるためのグラジエントエンジニアリング光吸収層
- 高性能可視光駆動光触媒としてのヘテロ構造WS2 / Bi2MoO6の容易な合成
- GaAs / AlAs超格子の点欠陥の第一原理研究:相安定性とバンド構造およびキャリア移動度への影響