نقش اصلی نانومواد، بهبود خصوصیات ممانعت‌کنندگی و مکانیکی بسته‌بندی موادغذایی است، چندین نوع نانوماده مسئول این عملکردها در ساختار نانوکامپوزیت‌ها هستند.
گاهی این نانومواد خواص هوشمندی یا فعال برای سیستم بسته‌بندی مواد غذایی مانند فعالیت ضدمیکروبی، غیرفعال‌سازی آنزیمی، حسگر زیستی و … را فراهم می‌کنند.
همچنین برخی ذرات می‌توانند دارای کاربردهای چندگانه و گاهی این کاربردها می‌توانند با یکدیگر، هم پوشانی داشته باشند به عنوان مثال، برخی غیرفعال‌سازهای آنزیمی می‌توانند به عنوان یک ترکیب ضدمیکروبی، جاذب‌های اکسیژنی و یا حسگرهای زیستی عمل کنند.
این نانومواد که به عنوان پرکننده بی‌اثر در ساختار نانوکامپوزیت حضور دارند شامل مواد معدنی مانند خاک رُس و نانوصفحات سیلیکات، نانو ذرات سیلیس، نانوذرات نقره و مس، نانولوله کربن، سلولز مبتنی بر نانوالیاف، کیتین و نانوذرات کیتوزان و سایر مواد معدنی هستند.
خاک رُس و نانوصفحات سیلیکات
نانوذرات به عنوان مواد افزودنی جهت افزایش کارایی پلیمرها در بسته‌بندی‌های موادغذایی شناخته شده‌اند، صنعت بسته‌بندی به طور خاصی توجه خود را روی ترکیبات جامد معدنی مانند رُس‌ها و صفحات سیلیکات، به دلیل در دسترس بودن آن‌ها، کم هزینه بودن، بهبود آشکار خواص و توانایی عمل‌آوری نسبتا ساده متمرکز کرده است.
نانوذرات نقره
یکی از نانوذراتی که به دلیل داشتن خواص ضدمیکروبی در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد نانوذرات نقره هستند.
نانوذرات نقره از پرکاربردترین و کارآمدترین نانومواد فلزی در تولید فیلم‌های ضدمیکروبی هستند و بر طیف وسیعی از باکتری‌های گرم مثبت، گرم منفی، قارچ، پروتوزوئر و ویروس موثر است و به دلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا، با دیواره سلولی میکروارگانیسم‌ها به راحتی واکنش می‌دهد.
استفاده از این نانوذرات در ظروف بسته‌بندی یک یا چندلایه به عنوان ماده افزودنی، به علت غیرقابل نقوذبودن نسبت به اکسیژن و رطوبت می‌تواند از رشد باکتری‌ها و کپک‌ها در بسته بندی جلوگیری کند.
نانوذرات اکسید سیلیکون و اکسید نقره
این نانوذرات باعث بهبود خواص بازدارندگی در برابر اکسیژن، دی‌اکسیدکربن و بهبود خواص مکانیکی بسته‌بندی می‌شوند. هم چنین دارای فعالیت ضدمیکروبی، ضدقارچی و آنتی بیوتیکی هستند.
نانوذرات دی اکسید تیتانیوم
نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در اندازه کوچک حدود ۱۰۰ نانومتر یا کمتر به عنوان بهبوددهنده مواد غذایی و ضدمیکروبی در بسته بندی موادغذایی استفاده می‌شود.
این ماده نه تنها از پلاستیک‌ها در برابر اشعه ماورای بنفش محافظت می‌کند بلکه باعث تولید گونه‌های اکسیژن فعال در حضور اشعه ماورای بنفش شده و یه این ترتیب موجب تجزیه و تخریب میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا می‌شود.
نانوذرات اکسید روی
یکی از پرکاربردترین اکسیدهای فلزی، اکسید روی است. این ترکیب سفیدرنگ بوده و از خانواده ورتزیت است و پایداری مکانیکی بالایی دارد. این ترکیب به علت ایمن و زیست سازگار بودن، فعالیت در برابر اشعه ماورای بنفش و خاصیت ضدمیکروبی قوی، کاربردهای زیادی در زمینه پزشی دارد.
نانوذرات دی اکسید سیلیسیوم
دی اکسید سیلیسیوم یا سیلیکا فراوان ترین ماده سازنده پوسته زمین است. این ترکیب ساختاری شبیه الماس دارد و ماده‌ای بلوری و سفیدرنگ است. دمای ذوب و جوش آن نسبتا زیاد بوده و در طبیعت به دو شکل بلوری و آمورف یافت می‌شود.
نانوالیاف سلولز
سلولز به عنوان فراوان‌ترین پلیمر زیستی طبیعی و بسیار قوی است که از درختان، گیاهان و جلبک‌ها مشتق شده و یا توسط باکتری‌ها تولید می‌شود.
نانوسلولز مهم‌ترین نانوماده زیستی است که دارای ویژگی‌های ذاتی، از جمله ارزان بودن، فراوانی منابع آن، سطح ویژه زیاد، نسبت طول به قطر زیاد، دانسیته کم، مقاومت مکانیکی بالا، قابلیت تجدیدپذیری و زیست‌تخریب‌پذیری و هم چنین نیاز به مصرف انرژی کمتر جهت تولید آن است که همه این ویژگی‌ها باعث می‌شود تا نانوالیاف سلولز بتواند به عنوان یک نانو ماده جذاب برای تهیه نانوکامپوزیت‌های ارزان قیمت، سبک و مستحکم مورد توجه زیادی قرار گیرد.
نانو لوله‌های کربنی
نانو لوله‌های کربنی از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده است.
استفاده از نانو لوله‌های کربنی در بسته‌بندی مواد غذایی خیلی معمول نیست چرا که احتمال ایجاد خطر مسمومیت از این مواد برای سلول های انسانی وجود دارد.
نانوالیاف کیتین
کیتین از فراوان ترین پلیمرهای زیستی بعد از سلولز است. کیتین یک پلی ساکارید طبیعی است و به طور برجسته در پوسته سخت پوستانی مانند خرچنگ و میگو، کوتیکول حشرات و دیواره سلولی قارچ‌ها یافت می‌شود.
نانوذرات کیتوزان
کیتوزان، پلیمری کربوهیدراتی است که در نتیجه حذف گروه استیل از ساختار کیتین به دست می آید.
استفاده از کیتوزان در موادغذایی به ویژه به علل زیست سازگاری بالا، تجربه زیستی و بی طعم بودن و غیره رو به افزایش است.خواص غیرسمی، زیست تخریب پذیری، آنتی اکسیدانی، ضدمیکروبی، نفوذ ناپذیری کیتوزان در برابر عبور اکسیژن نیز توسط محققان بسیاری گزارش شده است.
