เนื่องจากอาหารมีความชื้น คาร์โบไฮเดรต และสารอื่นๆ ในปริมาณสูง จึงมีแนวโน้มที่จะเสียหายได้ง่ายภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นบางอย่าง ซึ่งยังเป็นสภาพแวดล้อมและสื่อกลางที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์อีกด้วย การปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ในอาหารส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นระหว่างการบรรจุ การขนส่ง และการเก็บรักษา บรรจุภัณฑ์พลาสติกครองตลาดมาอย่างยาวนาน เนื่องจากมีข้อดีคือ น้ำหนักเบา ขึ้นรูปง่าย และต้นทุนต่ำ อย่างไรก็ตาม พลาสติกทั่วไปแบบดั้งเดิม เช่น โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน มีคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์ไม่ดีพอ ประสิทธิภาพในการป้องกันไม่เพียงพอ ทนต่อสภาพอากาศได้ไม่ดี และย่อยสลายทางชีวภาพได้ยาก ข้อบกพร่องเหล่านี้อาจนำไปสู่การเสียหายและสูญเสียเนื้อหาในบรรจุภัณฑ์ได้ง่าย ขณะเดียวกันก็ยังก่อให้เกิด “มลพิษสีขาว” อีกด้วย จากสถิติอุตสาหกรรม พบว่าอัตราการสูญเสียผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการปนเปื้อนของจุลินทรีย์และการเสื่อมสภาพโดยออกซิเดชันในบรรจุภัณฑ์อาหารสูงกว่า 15% และบรรจุภัณฑ์ปกป้องแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการเก็บรักษาและขนส่งระยะยาวสำหรับผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ได้ การใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์อาหารที่มีคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์สามารถช่วยยับยั้งการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ได้ในระดับหนึ่ง.
ซิงค์ออกไซด์ เป็นนาโนวัสดุอนินทรีย์อเนกประสงค์ชนิดหนึ่งที่รวมการเสริมสร้างโครงสร้างเข้ากับคุณสมบัติอเนกประสงค์ นอกจากนี้ยังมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยมและไม่เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต ซึ่งตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับวัสดุสัมผัสอาหารและบรรจุภัณฑ์ยา ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การดัดแปลงเชิงผสมของอนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์กับเมทริกซ์โพลิเมอร์ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพทั้งคุณสมบัติป้องกัน การต้านจุลินทรีย์ และความทนทานต่อการเสื่อมสภาพของวัสดุบรรจุภัณฑ์ได้พร้อมกัน.
นาโนสังกะสีออกไซด์มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์แบบกว้างขวาง และมีผลยับยั้งและฆ่าเชื้อโรคที่พบบ่อยในอาหารและสิ่งแวดล้อม เช่น อีโคไล สแตฟฟิโลคอคคัสออเรียส และเชื้อรา ทำให้เป็นส่วนประกอบหลักที่มีหน้าที่สำคัญในบรรจุภัณฑ์เชิงปฏิบัติการ กลไกต้านจุลินทรีย์ของมันส่วนใหญ่เกิดจากสามขั้นตอน: ประการแรก ขนาดของอนุภาคนาโนช่วยให้พวกมันแทรกซึมเข้าสู่เยื่อหุ้มเซลล์จุลินทรีย์ ทำลายความสมบูรณ์ของโครงสร้างเซลล์; ประการที่สอง ในสภาพแสงหรือความชื้น สังกะสีออกไซด์จะผลิตสารออกซิเจนที่มีปฏิกิริยา เช่น อนุมูลไฮดรอกซิลและอนุมูลซูเปอร์ออกไซด์ ซึ่งจะออกซิไดซ์และทำลายโปรตีนและกรดนิวคลีอิกของจุลินทรีย์ ส่งผลให้แบคทีเรียไม่สามารถขยายพันธุ์ได้; ประการที่สาม การปลดปล่อยไอออนสังกะสีอย่างช้าๆ จะรบกวนระบบเอนไซม์ของจุลินทรีย์ ขัดขวางเส้นทางการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรีย เมื่อเทียบกับสารเติมแต่งต้านจุลินทรีย์ที่ใช้เงินแล้ว สังกะสีออกไซด์มีต้นทุนต่ำกว่า ไม่ก่อให้เกิดการดื้อยา และทนต่อกระบวนการแปรรูปที่อุณหภูมิสูง จึงเหมาะสำหรับกระบวนการขึ้นรูปที่ใช้ในฟิล์มและสารเคลือบบรรจุภัณฑ์ที่ต้องผ่านความร้อนสูง โดยไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยหรือการปนเปื้อนต่อเนื้อหาในบรรจุภัณฑ์.
คุณสมบัติป้องกันออกซิเจนและไอน้ำในบรรจุภัณฑ์ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดอายุการเก็บรักษาของเนื้อหาในบรรจุภัณฑ์ อนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์สามารถสร้างโครงสร้างป้องกันที่แน่นหนาและเป็นตาข่ายภายในเมทริกซ์โพลิเมอร์ ยืดเส้นทางการแพร่กระจายของโมเลกุลแก๊ส ลดค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของแก๊สและไอน้ำในฟิล์มลงอย่างมาก และยับยั้งการเกิดออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพที่เกิดจากความชื้นในเนื้อหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน สังกะสีออกไซด์ยังมีคุณสมบัติป้องกันรังสียูวีที่ยอดเยี่ยม โดยดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตในช่วงความยาวคลื่น 200–400 นาโนเมตร สิ่งนี้ช่วยป้องกันการย่อยสลายของสายโพลิเมอร์ที่เกิดจากรังสียูวี ช่วยเพิ่มความสามารถในการทนต่อสภาพอากาศและต้านการเสื่อมสภาพของบรรจุภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยแก้ปัญหาความเปราะบางที่เกิดจากการสัมผัสแดดเป็นเวลานานและการเสื่อมสภาพจากแสงที่ทะลุผ่านในบรรจุภัณฑ์แบบดั้งเดิม จึงเหมาะสำหรับการขนส่งกลางแจ้งและการเก็บรักษาในระยะยาว.
ผลไม้สด ผัก เนื้อสัตว์ และอาหารทะเลมีแนวโน้มสูงที่จะเสียหายจากการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปฏิกิริยาออกซิเดชัน บรรจุภัณฑ์แบบพาสซีฟแบบดั้งเดิมมีอายุการเก็บรักษาสั้นและมีอัตราการสูญเสียสูง บรรจุภัณฑ์เชิงปฏิบัติการที่ดัดแปลงด้วยสังกะสีออกไซด์สามารถรักษาความสดใหม่ได้ยาวนานด้วยคุณสมบัติต้านแบคทีเรียเชิงปฏิบัติการ คุณสมบัติป้องกันออกซิเจนและไอน้ำ รวมถึงการป้องกันรังสียูวี ข้อมูลวิจัยแสดงให้เห็นว่าบลูเบอร์รี่ที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ชีวภาพผสมสังกะสีออกไซด์มีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานขึ้น 29.1% ในขณะเดียวกัน การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในเนื้อหมูและเนื้อสัตว์สดลดลงอย่างมาก ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์สดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน บรรจุภัณฑ์ประเภทนี้ไม่มีสารกันเสียเคมีตกค้าง จึงปลอดภัยกว่าและตอบสนองความต้องการของตลาดสำหรับการเก็บรักษาอาหารสดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม.
ด้วยความต้องการบรรจุภัณฑ์อัจฉริยะและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง บรรจุภัณฑ์เชิงปฏิบัติการที่ดัดแปลงด้วยสังกะสีออกไซด์จะยังคงพัฒนาและยกระดับต่อไป ขับเคลื่อนนวัตกรรมและการพัฒนาในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์.