Chuỗi cung ứng thực phẩm là một hệ thống đa giai đoạn phức tạp bao gồm sản xuất, chế biến, bảo quản, lưu trữ, đóng gói, vận chuyển, tiêu thụ và các giai đoạn khác. Trong quá trình này, việc đảm bảo an toàn và chất lượng ở mọi giai đoạn là vô cùng quan trọng, đặc biệt là trong vận chuyển xuyên biên giới, nơi thời gian vận chuyển dài có xu hướng làm tăng nguy cơ hư hỏng thực phẩm. Để kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm thực phẩm, bao bì thực phẩm đóng vai trò ngày càng quan trọng vì nó có thể bảo vệ thực phẩm hiệu quả khỏi ô nhiễm và hư hại do độ ẩm. Các vật liệu đóng gói truyền thống dần trở nên không đáp ứng được nhu cầu của thời đại, vì nguyên liệu thô được sử dụng trong sản xuất góp phần gây ô nhiễm môi trường. Do đó, các vật liệu thân thiện với môi trường mới đã xuất hiện, không chỉ mang lại lợi thế tiết kiệm chi phí mà còn phù hợp hơn với các yêu cầu của phát triển bền vững.

Tuy nhiên, vấn nạn lãng phí thực phẩm và ngộ độc thực phẩm do thực phẩm hư hỏng vẫn là những thách thức toàn cầu cấp bách cần được giải quyết. Các nghiên cứu chỉ ra rằng khoảng một phần ba sản lượng thực phẩm thế giới cuối cùng bị lãng phí, mà nguyên nhân chính thường là do bảo quản và đóng gói không đúng cách. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ nano, việc ứng dụng vật liệu nano đã trở thành một xu hướng phát triển mới. Các vật liệu như oxit graphene và ống nano carbon hoạt động như chất hấp phụ hiệu quả cao, có khả năng loại bỏ hiệu quả các chất độc hại sinh ra trong quá trình vận chuyển thực phẩm; trong khi đó, các vật liệu như titan dioxit, bạc và silic dioxit kéo dài đáng kể thời hạn sử dụng của thực phẩm bằng cách tạo đặc tính kháng khuẩn cho bao bì. Mặc dù có những tiến bộ này, việc nghiên cứu các vật liệu đóng gói mới vẫn không ngừng lại, với các vật liệu cải tiến liên tục được tích hợp vào chuỗi cung ứng thực phẩm toàn cầu.

Việc kết hợp MOF vào vật liệu đóng gói giúp vật liệu này có đặc tính kháng khuẩn mạnh mẽ. Ví dụ, ZIF-8 Mof Nanoparticles đã được tích hợp thành công vào các polyme gốc chitosan. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng vật liệu thu được không chỉ có khả năng chống thấm nước tốt mà còn có độ bền cơ học cao. Duy trì độ ẩm thích hợp là chìa khóa để giữ cho thực phẩm tươi ngon và ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm. Vật liệu chứa ZIF-8 MOF đã đạt được tỷ lệ ức chế 100% đối với các vi khuẩn gây bệnh phổ biến như...Tụ cầu vàng Và Vi khuẩn Escherichia coli.

Một số chất hóa học, đặc biệt là khí etylen, có liên quan mật thiết đến quá trình chín của nông sản tươi. Ethylene làm tăng tốc độ trao đổi chất của cây, gây mềm mô, và sau đó thúc đẩy quá trình lão hóa, chín và hư hỏng. Do đó, nếu khí etylen không được loại bỏ hiệu quả trong quá trình vận chuyển và bảo quản, thời hạn sử dụng của nông sản sẽ bị rút ngắn đáng kể. Là chất hấp phụ, MOF thể hiện khả năng hấp phụ etylen đáng kể. Ví dụ, trong một nghiên cứu, MOF gốc đồng cho thấy khả năng hấp phụ etylen cao gấp bốn lần so với zeolit, một chất hấp phụ truyền thống.

Độ ẩm và nồng độ oxy bên trong bao bì ảnh hưởng trực tiếp đến thời hạn sử dụng của thực phẩm. Độ ẩm và oxy tham gia vào các phản ứng oxy hóa, dẫn đến thực phẩm nhanh chóng bị hư hỏng. Mặc dù việc bơm khí trơ vào bao bì thực phẩm là một phương pháp khử oxy phổ biến, nhưng độ ẩm và oxy dư vẫn tồn tại do khả năng hấp thụ không khí và độ ẩm của chính thực phẩm. Là chất hấp thụ độ ẩm và oxy, MOF đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ, việc bổ sung... Mof-801 Nó giúp tăng cường đáng kể khả năng chống thấm nước của màng phim và cho phép hấp thụ độ ẩm ngay cả ở độ ẩm tương đối thấp tới 20%, nhờ đó kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm một cách đáng kể.

An toàn thực phẩm thường là một thách thức lớn đối với người tiêu dùng. Nhãn mác gây hiểu nhầm rất phổ biến trên thị trường, gây ra sự nhầm lẫn đáng kể cho người tiêu dùng. Do đó, việc thiết lập các phương pháp nhận dạng thông minh và tiêu chuẩn hóa để phát hiện các sản phẩm thực phẩm dán nhãn sai là vô cùng quan trọng để nâng cao tính minh bạch trong sản xuất thực phẩm. Đáp ứng nhu cầu này, một đặc tính độc đáo khác của MOF – khả năng phát quang – đã được ứng dụng một cách sáng tạo.

Bằng cách kết hợp MOF với các nguyên tố phát quang như Eu³⁺, Tb³⁺ và Dy³⁺, có thể thiết kế các nhãn vô hình có tính chất phát quang RGB. Những nhãn này có thể được ứng dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm, giúp tăng cường an toàn và khả năng truy xuất nguồn gốc.

Là vật liệu đa chức năng, MOF sở hữu một loạt các đặc tính nổi bật, bao gồm:

Ứng dụng của MOF vượt xa lĩnh vực bao bì thực phẩm; chúng còn có tiềm năng to lớn trong việc phát hiện chất độc hại, giám sát an toàn và xử lý vệ sinh.