食品供应链，是一个复杂的多环节体系，涵盖了生产、加工、保存、储存、包装、运输、消费等各个阶段。在这个过程中，确保每一环节的安全性与质量至关重要，尤其是在跨境运输的情况下，长时间的运输往往会增加食品变质的风险。为了延长食品的保质期，食品包装的作用愈发重要，因其可以有效保护食品免受污染和潮湿。传统的包装材料已逐渐无法适应时代的需求，因为它们所使用的原材料会导致环境污染。于是，新型环保材料应运而生，这些材料不仅具有节省成本的优势，而且更加符合可持续发展的要求。
然而，食品腐败所造成的浪费和中毒问题，始终是全球范围内亟待解决的难题。研究表明，全球约三分之一的食品生产最终会被浪费，而其根本原因常常是保存和包装方式不当。近年来，随着纳米技术的崛起，纳米材料的应用成为了新的发展趋势。氧化石墨烯和碳纳米管等作为高效的吸附剂，能够有效去除食品运输过程中产生的有害物质；而像二氧化钛、银和二氧化硅等材料则通过赋予包装抗菌功能，极大地延长了食品的保质期。尽管如此，对新型包装材料的探索依然没有停止，创新的材料不断被应用到全球食品供应链中。
展开剩余72%新兴食品包装材料的前景金属有机框架（MOFs），作为一种具有高孔隙度和可调物理化学性质的复合材料，因其优异的特性，正在食品行业中找到越来越多的应用。更重要的是，这些材料表现出极佳的生物相容性，在测试中并未产生任何不良反应。
抗菌活性MOFs加入包装材料后，能赋予其强大的抗菌功能。例如，ZIF-8 MOF纳米颗粒便已成功应用于基于壳聚糖的聚合物中，研究表明，该材料不仅具备良好的疏水性，还具有极强的机械强度。保持合适的水分含量，是保证食品新鲜度、防止细菌和真菌生长的关键。含有ZIF-8 MOF的材料，在对抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等常见致病菌时，表现出100%的抑菌效果。
吸附成熟相关气体某些化学物质，尤其是乙烯气体，与新鲜农产品的成熟过程密切相关。乙烯的产生加速了植物代谢速率，使组织软化，进而促使老化、成熟和衰退。因此，在运输和存储过程中，如果乙烯气体未能有效去除，农产品的保质期将大大缩短。MOFs作为吸附剂，展现了对乙烯的显著吸附能力。例如，在一项研究中，铜基MOF对乙烯的吸附能力，远远超过了传统吸附剂沸石，其吸附能力高出四倍之多。
去除水分与氧气包装内部的水分和氧气含量，直接影响食品的保鲜期。水分和氧气参与氧化反应，导致食品迅速腐败。虽然使用惰性气体充填食品包装是常见的去氧方法，但由于食品本身可能吸附空气和水分，导致水分和氧气依然存在。MOFs作为水分和氧气的清除剂，已经在多个领域取得了成功应用。例如，MOF-801的加入显著提升了薄膜的抗水渗透性能，并能够在低至20%的相对湿度条件下吸附水分，显著延长食品保质期。
创新应用：安全与透明性食品安全对于最终消费者来说，往往是一项艰巨的任务。市场上，误导性标签层出不穷，这给消费者带来了不小的困扰。因此，建立智能化、标准化的识别方法，以便识别那些误标食品，对提升食品生产的透明度具有重要意义。对此，MOF的另一项特性——发光性，已被创新性地应用。
通过将MOFs与发光元素如Eu3+、Tb3+、Dy3+结合，便能设计出具有RGB发光特性的隐形标签，这些标签可以广泛应用于食品包装，增加安全性和可追溯性。
MOFs的多样化特性与应用前景MOFs作为一种多功能材料，拥有多种优异特性，包括：
强大的抗菌活性； 高效去除乙烯； 优异的氧气和水分清除能力； 隐形标签功能。MOFs的应用远不仅限于食品包装领域，它们在有毒物质检测、安全监控和卫生处理方面的潜力也同样巨大。广东碳语新材料有限公司是国内第一家实现MOFs吨级量产的科技创新型企业，上百种功能型MOFs在此诞生。我们的团队对MOFs的合成及应用具有深厚的技术积累，想了解更多关于MOFs的应用与功能定制，欢迎联系碳语专家团队，为您排忧解难。
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