دانلود مقاله نقش فناوری نانو در صنایع غذایی

بخشی از مقاله

نانو تكنولوژي، فناوري نوين
نانو تكنولوژي فناوري جديدي است كه تمام دنيا را فراگرفته است و به تعبير دقيقتر "نانو تكنولوژي بخشي از آينده نيست بلكه همه آينده است ".در اين مقاله بعد از تعريف نانو به بيان دلايل كاربرد ها و ضرورتهاي توجه به اين فناوري اشاره شده است .

تعريف نانو تكنولوژي
نانو تكنولوژي،توانمندي توليد مواد،ابزار ها و سيستمهاي جديد با در دست گرفتن كنترل در سطح مولكولي و اتمي و استفاده از خواص آنها درمقیاس نانو می باشد.
علم نانو، عبارت است از مطالعه و پژوهش وسايل و ساختار هايي كه در كوچكترين واحد ديمانسيون ( 200 )نانومتر يا كوچكتر وجود دارند . از تعاريف فوق بر مي آيد كه نانو تكنولوژي يك رشته نيست بلكه رويكرد جديدي در تمام رشته هاست .براي نانو تكنولوژي كاربرد هايي را در حوزه های مختلف از غذا، دارو تشخيص پزشكي و بيوتكنولوژي تا الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، حمل ونقل، انرژي، محيط زيست، مواد هوا و فضا و امنيت ملي بر شمرده اند : كاربرد هاي وسيع اين عرصه و پيامد هاي اجتماعي سياسي و حقوقي آن،اين فناوري را به عنوان زمينه فرا رشته اي و فرا بخش مطرح نموده است .

هر چند آزمايش ها و تحقيقات پيرامون نانوتكنولوژي از ابتداي دهه قرن بيستم به طور جدي پيگيري شده اما اثرات تحول آفرين،معجزه آور و باور نكردني نانو تكنولوژي در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد كه نظر تمامي كشور هاي بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوري نانو را به عنوان يكي از مهمترين اولويتهاي تحقيقاتي خويش طي دهه اول قرن بيست و يكم محسوب نمايند .به طوریکه ژاپن درسال 2001، 400 میلیون دلار و در سال2004، 960 میلیون دلار هزینه کرده است و آمریکا برای این امر در سالهای 2005-2008 حدود 7/3 بیلیون دلار اختصاص داده است .

استفاده از اين فناوري در كليه علوم باعث شده است كه تحقيقات در زمينه نانو به عنوان چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان باشد . لذا محققين، اساتيد و صنعت گران ايراني نيز بايد در يك بسيج همگاني، جايگاه و موقعيت خويش را در خصوص اين موضوع مشخص نمايند و حضوري فعال و حتي رقابتي در اين جايگاه ايجاد نمايند . براي چنين كاري طراحي يك برنامه منسجم فراگير و همه جانبه اجتناب ناپذير است .
نانو تکنولوژی دارای سه شاخه نانو فناوری خشک، مرطوب،و محاسبه ای است که از نظر کاربردی در علوم مختلف به خصوص در ساخت و تولید مواد الکترونیکی-پزشکی و صنایع غذایی کاربرد دارد.

تاريخچه نانو در جهان
چهل سال پيش ريچارد فيمن متخصص كوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل در سخنراني معروف خود در سال 1959 با عنوان آن پايين فضاي بسياري هست به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت وي در آن زمان اظهار داشت اصول فيزيك، تا آنجايي كه من توانايي فهمش را دارم، بر خلاف امكان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زند او فرض را بر اين قرار داد كه اگر دانشمندان فرا گرفته اند كه چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه ها را با مقياس هاي كوچك بسازند، پس خواهيم توانست كه آنها را كوچك و كوچكتر نماييم . در واقع آنها به مرزهاي حقيقي شان در لبه هاي نا معلوم كوانتوم نزديك خواهند بود به طوري كه يك اتم را در مقابل ديگري به گونه اي قرار دهيم كه بتوانيم كوچكترين محصول مصنوعي و ساختگي ممكن را ايجاد نماييم و جای این سوال باقی می ماند که با استفاده از اين فرمهاي بسيار كوچك چه وسايلي مي توانيم ايجاد كنيم ؟

فيمن در ذهن خود يك دكتر مولكولي را تصور كرد كه صدها بار از يك سلول منحصر به فرد كوچكتر خواهد بود و مي تواند به بدن تزريق شود و درون بدن براي انجام كاري يا مطالعه و تاييد سلامتي سلولها، انجام ترميمي و به طور كلي براي نگهداري بدن در سلامت كامل به سير بپردازد .واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتا ینگوچی استاد علوم دانشگاه توکیو مطرح شد .او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل)دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر می باشد،به کاربرد . مينسكي توانست به تفكرات فيمن قوت ببخشد مينسكي پدر هوش مصنوعي و شاگردش درکسلرگروهي از دانشجويان كامپيوتر را به صورت انجمني دور هم جمع كردند . او افكار جوانترها را با يكسري ايده ها كه خودش نانو تكنولوژي نامگذاري كرده بود مشغول مي داشت .

درکسلر تنها درجه دكتري نانو تكنولوژي را در سال 1991 ازدانشگاه MIT دريافت داشت او يك پيشرو در طرح نانو تكنولوژي است .
شكوفايي بسيار از فناوريهاي مهم ازجمله فناوري اطلاعات و بيوتكنولوژي به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره گيري از نانو تكنولوژي دچار اختلال خواهند شد .
اصول پايه نانو تكنولوژي

نانو تكنولوژي، تكنولوژي سريع و نويني است كه امكان كار،دست كاري و توليد ابزار، مواد و ساختار هايي در سطح مولكولي و حتي اتمي توسط اتم در ساختارهاي عملكردي در بعد نانومتر را مي دهد .
ما با روشهاي نانو مي توانيم ابزار هاي چند كاره، خود تنظيم،خود كنترل و خود ترميم بسازيم .
واژه نانو از يك كلمه يوناني به معناي" كوچك يا ريز" مشتق شده است نانو به اندازه بين 1تا 100 نانو متر مي گويند .طول موج نور مرئي بين 400-700 نانومتر و سلول زنده اندازه اي معادل يك ميكرون (1000 نانومتر ) دارد.

جدول (1)مقايسه اندازه ها از ماكرو تا مولكول را بيان مي كند :

نمونه اندازه واژگان
باندهاي تك شيميايي 1/0-5/0 مولكولي/اتمي
مولكولهاي كوچك زئوليت 5/0-0/1 مولكولي
نانو مواد غير آلي،DNA،RNA 1-1000 نانو

(MEMs)كانالهاي ميكرو سيال، تراشه هاي سيكلون در سلول زنده 103-104 ميكرو
مواد طبيعي بيش از 104 ماكرو
اساس ارتباط نانو تكنولوژي و علم و تكنولوژي غذا
معناي حقيقي نانو ساينس و نانو تكنولوژي چيست؟

Nano science: مطالعه پديده ها و دست كاري مواد در مقياس هاي اتمی، مولكولي، ماكرو مولكولي است جايي كه خصيصه ها تفاوت چشمگيري با مقياسهاي بزرگ دارند.
Nano technology: تكنولوژي است كه به وسيله آن ما در خواص مولكولهاي تشكيل دهنده مواد تغييري ايجاد مي نماييم تا بتوانيم از آنها در طراحي، توليد و استفاده از ساختارهاي كاربردي، ابزار ها و... بهره جوييم (تا بهتر استفاده گردند).

معرفيIntroduction
امروزه رقابت بازارهاي تكنولوژيكي براي حفظ قدرت در صنعت غذا و فراوري غذا امري ضروري است . مصرف كننده ها متقاضي محصولات معتبر (مجاز) خوش طعم و سهل و ساده هستند . آينده متعلق به محصولات، فرآوري و فرآورده هاي جديدي است كه اهداف زير را دنبال مي كند :
بهبود كارايي محصول و طولاني شدن عمر ماندگاري و،تازگي محصول، بهبود كيفيت و ايمني غذا .

نانو تكنولوژي مي تواند براي توسعه مواد در اندازه هاي كوچك بهسازي، كنترل و انتقال محموله، شناسايي آلودگي و ابداع نانو ابزار هايي براي زيست شناسي سلولي و مولكولي استفاده شود . نانو تكنولوژي شامل ابداع و استفاده از مواد آلي و غير آلي در مقياس نانو مي باشد.
نانو تكنولوژي نويد مهيا كردن شيوه اي براي طراحي نانو مواد داده است و مواد ساخته شده سازگار با ويژگي هاي فيزيكي، شيميايي و بيولوژي اند و توسط ساختارهاي مولكولي و ديناميكي مشخصي،كنترل مي گردند . در اين تكنيك هاي بيولوژيكي قبل از تشكيل فرآورده ژن ها دچار تغيير مي شوند . نانو تكنولوژي مي تواند پيشرفت هاي آينده را كامل تر و با روش هاي موثر تري و به انواع ديگري آماده كند .

دست كاري پليمرهاي غذا و مجموعه هاي پليمري باعث بهبود كيفيت غذا و سلامتي مي گردد . نانو تكنولوژي نه تنها مواد با ويژگي جديد ايجاد مي كند بلكه مواد ديگري با ويژگي هاي خود جمع كن، خود التيام و نگهداري توليد مي كند.
ارتباط نانو تكنولوژي با مهندسي كشاورزي و سيستم هاي غذايي
نانو تكنولوژي به عنوان تكنولوژي قدرتمند قادر است كه سيستم غذايي و كشاورزي را متحول كند .امنيت سيستم غذايي و كشاورزي، درمان بيماري زایی با سيستم توزيع دارو و ابزارهاي جديد بيولوژيکی مولكولي و اتمي (سلولي)،ابزارهاي جديد براي شناسايي پاتوژن و حفاظت از محيط زيست مثالهاي مهمي در رابطه با نانو مي باشند.
برخي نمونه هاي اساسي نانو به عنوان تكنولوژي قدرتمند مدرن عبارتند از :
توليد،فرآيند و ارسال محصولات غذايي كه با امنيت بيشتري توليد شده اند زيرا نانو سنسورها براي شناسايي پاتوژن و آلودگي پيشرفت كرده است.
توسعه نانو ابزارهايي، كه امكان ثبت تاريخچه محيط،موقعيت و روشهاي ارسال كالا را ثبت مي كند .
سيستم هايي كه تركيبي از حسگرهاي هوشمند اند و موقعيت، گزارش، كنترل از راه دور را با امنيت بيشتر و موثرتري انجام مي دهند .
امنيت سيستم غذايي و كشاورزي بسيار حائز اهميت است، غذاهاي سنتي بايد با كنترل و امنيت بيشتري تهيه گردند.

نانو تكنولوژي پتانسيل هاي واقعي اين سيستم ها را حفظ مي كند :
راندمان توليد محصولات وفرآيند هاي غذايي، امنيت غذا، و پيامد هاي زيست محيطي توليد، انبار، توزيع بهتر غذا خواهند شد . با این فناوری در كشاورزي اگر يك گياه يا حيوان دچار بيماري شود . روزها، هفته ها و ماهها قبل از حضور بيماري توسط نشانه هاي ارگانيسم شناسايي شده و از شيوع آن جلوگيري مي كنيم.

نانو در اندازه اي مشابه ويروس يا ذرات بيماري زا عفونت را شناسايي و ريشه كني سريع آنرا ممكن ميسازد . نانو امكان توزيع سريع دارو را قبل از ظهور علايم ماكرو فراهم مي كند . براي مثال اين مواد در بدن موجود زنده كاشته مي شوند و قبل از بروز تب هشدار داده و مي تواند حضور بيماري را شناسايي و اطلاع دهند و سيستم توزيع را فعال نمایند اين فناوری هوشمند براي سيستم بيولوژيكي و بيو اكتيوBioactive مثل دارو،آفت كش، مواد مغذي،مواد زيست شناسي، بيو راكتورهاي سلولي، nutraceutical ( هر ماده غذايي يا به کاررفته در اغذيه، که با خود مزاياي پزشکي و سلامتي- مثل جلوگيري يا درمان بيمار‌‌ي‌ها - را به همراه داشته باشد. انواع مختلف اين محصولات عبارتند از: غذاهاي جداشده، مکمل‌هاي رژيمي و افزودني‌هاي ويژه اغذيه مهندسي ژنتيکي‌شده، محصولات گياهي، و غذاهاي فرآوري‌شده همچون حبوبات، سوپ‌ها و نوشيدني‌ها )پيش بيني شده اند .

ابزارهاي جديد بيولوژيكي - مولكولي، سلولي نيازمند طراحي هاي ويژه براي جداسازي،شناسايي،سنجش خواص مولكولهاست و اين امكان پذير است كه با نانو پيشرفت وسيعي در تحقيقات كشاورزي، علوم وتكنولوژي توليد مثل، تبديل تفاله هاي غذا و كشاورزي به انرژي و ديگر محصولات By product از طريق نانوبيو پروسسهاي آنزيماتيكي، ممانعت و درمان بيماري در گياه و حيوان، نانو موادهایی با مشخصه هاي جديد به عنوان كشف مهمي در شناسايي پاتوژن و آلودگي، مواد خود ترميم و كاربردهاي متعدد آنها در كشاورزي امكان پذير است .
بسته بندي غذا در ظروف خود ترميم مي تواند غذا را از آلودگي ميكروبي حفظ كند و نگهداري، انبار،توزيع غذا را راحتر نمايد . حفاظت هاي زيست محيطي از طريق كاهش و تبديل مواد

كشاورزي به محصولات ارزشمند از طريق نانو راحتر است .طراحي و توسعه نانو كاتاليست كه روغن هاي نباتي را به سوختهاي با منشا زيستي Bio-based و حلالهاي صنعتي Biodegradable (توسط ميكروبها متلاشي مي شوند) تبدیل می کنند بهبود یافته است . چنين روشهايي نانو را قدرتمند تر مي كند . حفاظت هاي زيست محيط از طريق مديريت مكان و محيط خارجي زمينه ايست كه نانو مي تواند مفيد باشد . قبل از مصرف كاهو براي سالاد، سيب زميني براي سرخ كردن،بروكلي و نان گندم داغ، بر محيط تاثير داشته و از محيط تاثير مي پذيرند . اين تاثيرات بر روي زمان مطلوب رشد محصولات،آبياري، حاصل خيزي و برداشت موثر خواهند بود .

محصولات كشاورزي بايد در برابر هجوم حيوانات وحشي، علف هرز، حشرات، آفات، پاتوژن ها و آب و هواي غير قابل پيش بيني محافظت شوند . برسيهاي دقيق روزانه يا شناسايي مسائلي كه سلامت محصول را به خطر مي اندازد و ميزان نياز به آفت كش را كاهش مي دهد بايد انجام شوند . مديريت آفت تلفيقي،زمان نياز به آفت كش را شناسايي و بدين روش ميزان نياز به آن را كاهش مي دهد اين روش معروف به"Scouting" بهترين زمان برداشت حصول را شناسايي كرده و سلامتي محصول را ازنظر آلودگي شيميايي،ميكروبي حفظ مي كند . در ميان كاربردهاي نانو تكنولوژي مي توان به بيوسنتز و بيو پروسس مواد شيميايي جديد محصولات دارويي،شكستن بلوك هاي ساختمان زيست شناسي و مواد سنتزي،سيستم هاي بيولوژيكي مصنوعي واكنش هاي Biodegradable براي گياهان مغذي و حفاظت در برابر حشرات،بهسازي (بهنژادي) ژنتيك،توزيع دارو و ژن در حيوانات،مجموعه هايي براي سنجش DNA اشاره كرد.(مطالب فوق مفهوم كلي كاربرد نانو بر سيستم غذا و كشاورزي است).

در دسته‌بندي مسايل نانويي همچنان مسائل حل نشده بسياري وجود دارد. اما شاخه هاي زير اساس نانوتكنولوژي را تشكيل مي‌دهند:
• نانو مواد، بيو مواد
• نانو لوله ها
• نانو كامپوزيت،نانوكپسول
• نانو سنسورها و بيوسنسورها
• نانو فيلتر، نانو ماشين
عناصر پایه در فناوری نانو

تفاوت اصلی فناوری نانو با سایر فناوری ها در مقیاس مواد و ساختارهایی که در این فناوری مورد استفاده قرار می گیرند ، مي باشد.
البته تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نیست بلکه زمانی که اندازه مواد در اين مقیاس قرار می گیرند، خصوصیات ذاتی آنها از قبیل رنگ، استحکام، مقاومت و خوردگی و... تغییر می کند در حقیقت تفاوت این فناوری با سایر فناوریها به عناصر پایه آن بر می گردد این عناصر همان عناصر نانو مقیاسی هستند كه داراي خواصي متفاوت با مقياس ماكروشان مي باشند.اولین و مهمترین عنصر پایه، نانو ذرات هستند.منظور از نانو ذرات، ذراتی در ابعاد نانومتری در هر سه بعد می باشند . نانو ذرات می توانند از مواد مختلفی تشکیل شده باشند مانند نانو ذرات فلزی، سرامیکی...

عنصر پایه بعدی نانو لوله کربنی است این عنصر در سال 1991 کشف شد و در حقیقت لوله هایی از گرافیت می باشند . اگر صفحات گرافیت را پیچیده و به شکل لوله در آوریم به نانو لوله های کربنی می رسیم .این لوله ها در اندازه های متفاوت هستند و می توانند تک دیواره یا چند دیواره باشند این لوله ها خواص بسیار جالبی دارند که منجر به ایجاد کاربرد های قابل توجهی از آنها می شود .

سومین عنصر پایه نانو کپسول است .همان طوری که از اسم آن مشخص است کپسولهایی هستند که قطر نانو متری دارند و میتوان مواد مورد نظر را در درون آن کپسوله کرد سالهاست که نانو کپسول ها در طبیعت تولید میشوند مولکول هایی موسوم به فسفولیپیدها که یک سر آنها آبگریز و سر دیگر آنها آب دوست است که وقتی در محیط آبی قرار میگیرند خود به خود کپسول هایی را تشکیل می دهند، که قسمت های آبگریز مولکول در درون آنها واقع می شود و از تماس با آب ممانعت میشود، حالت برعکس این مورد قابل توجه است البته عناصر پایه گوناگون و متنوع دیگری نیز وجود دارد.

نانو بیو مواد، نانو مواد و کاربردهای آنها
نانو مواد به مواد ساخته شده از طریق نانو تکنولوژی یا به صورت طبیعی (مثل خاک) اطلاق می گردد.
این مواد قادرند، که فعل و انفعالات شیمیایی کاتالیزوها را کنترل کنند این مواد ترکیبی از اندازه های مختلف هستند. نانو مواد باعث آلودگی آب و هوا می شوند اما نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.

نانو بیو مواد، مواد جدیدی هستند که مي توانند موانع فرآیند های قبلی را بشکند و نهایتا کاربردهایی با منافع بالقوه جهانی را تولید کنند . مواد در مقیاس نانو یعنی موادی که ویژگی هایشان در سطح کمتر از میکرو و یا نانو قابل کنترل است .

نانو بیو مواد به خاطر اندازه کوچکشان مورد توجه اند از جمله کاربردهای آنان می توان به موارد زیر اشاره کرد :
 این مواد به داخل سلول نفوذ می کنند و باعث اثر بخشی بیشتر دارو می شوند .
 در پاکسازی محیط زیست استفاده می شوند.

 برای افزودن رنگ و طعم دلخواه به غذا
 براي افزودن میکرو نوترینت های حساس به حرارت و PHمثل بتاکاروتن اسید چرب امگا 3
 کالکیت ها Cochleat، رسوبات 2 ظرفیتی فسفولیپیدی پایدار از مواد طبیعی هستند و در برابر عوامل محیطی مقاوم اند و می توانند برای کپسوله کردن و انتقال بسیاری از مواد فعال زیستی مثل ترکیباتی که به سختی در آب حل می شوند، داروهای پروتئنی، پپتیدی، مواد مغذی حساس به حرارت و PH و شرایط نا مساعد محیطی استفاده شوند.
 حفظ سلامت غذا (نانو ذرات با چسبندگی خاص خود قادرند به صورت برگشت پذیر به برخی از انواع باکتریها متصل شوند و مانع آلوده کردن میزبان توسط آنها شوند.)

برای اینکه سیستم انتقال غذا موثر باشد ترکیبات فعال کپسوله کننده باید به مکان مشخصی برسند، و غلظتشان در سطح مناسب باشد و برای مدت زمان طولانی ثابت باشند و از تجزیه نا بهنگام آنها جلوگیری کنند .نانو ذرات توانایی بیشتری در كپسوله کردن و آزاد سازی مواد نسبت به سیستم های قدیمی تر دارند و به خصوص به خاطر اندازه کوچشان می توانند به طور مستقیم وارد سیستم گردش خون شوند.

نانولوله ها
قویترین فیبرهای شناخته شده اند صدها برابر قویتر از استیل هستند و جایگزین مناسب سرامیک معمولی، آلومینیوم، حتی فلزات در دستگاه های صنعتی تولید غذا هستند . ساخت غشا با استفاده از نانو لوله ها، پتانسیل استفاده در سیستم غذایی را دارد . از این غشا ها برای جداسازی مولکولهای زیستی مثل پروتئین می توان استفاده کرد .
همچنین غشاهای بسیار باریک برای اهداف آنالیزی به عنوان بخشی از یک سنسور، برای تشخیص مولکولی آنزیم ها و آنتی بادی ها و پروتئین های مختلف هستند . در حال حاضر با تحقيقات انجام شده هنوز انتخاب پذیری و بازده غشا در صنایع غذایی مطلوب نیست و بسیار گران است . اما در آینده برای جداسازی مولکولهای زیستی ارزشمند مثل پروتئین ها، پپتیدها، ویتامین و مواد معدنی استفاده می شوند . این مواد در تهیه غذاهای تقویتی و یا مکمل های دارویی و رژیمی کاربرد دارند . با استفاده از اتصال موادی مثل پروتئین ها،لیپید ها و یا آنزیم به دیواره خارجی نانو لوله پپتیدی،بیوسنسور می سازند.

نانو کامپوزیت ها
جایگزین خوبی برای بطریهای نوشیدنی هستند . استفاده از پلاستیک برای ساخت بطری سبب فساد و تغییر طعم نوشیدنی می شود . براي مثال نانو کامپوزیت ها، مي توان نانو كامپوزيت تشکیل شده از نشاسته سیب زمینی و کلسیم کربنات را بيان كرد .این فوم، مقاومت خوبی به حرارت دارد سبک و زیست تخریب است و برای بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود . خاک های کریستالی طبیعی مثل مواد آتشفشانی به عنوان یک ماده افزودنی در تولید کامپوزیت ها هستند و به میزان 3-5% در تهيه نانو كامپوزيت ها از این ماده اضافه می شود .از این ماده موادی سبکتر، قویتر و مقاومتر به حرارت نسبت به پلاستیک تولید می کنند و خواص ممانعت کنندگی بهتر در برابر اکسیژن، دی اکسید کربن، رطوبت و مواد فرار دارد . این خواص برای بسته بندی مواد غذایی بسیار مفید است و زمان ماندگاری مواد غذایی مثل گوشت های فرآیندی، پنیر،آرد قنادی، غلات و غذاهای کنسرو شده را افزایش می دهد .

نانو کپسول
نانو ذراتی هستند که دارای یک پوسته و فضای خالی داخل آن جهت قرار گرفتن و حمل مواد مورد نظر مي باشند .فسفولیپید ها با یک سر آب دوست و یک سر آب گريز تشكيل کپسول می دهند که سر آب دوست آن بیرون و سر آب گریز مولکول در درون آن قرار می گیرند . از پلیمرهایی مثل لیپید و پروتئین می توان برای ساخت نانو کپسول استفاده کرد .

نانو تکنولوژی برای توزيع تحت کنترل و سیستم کپسولی
توانایی طراحی مواد در سطح مولکولی، اتمی برای تاثیردر صنعت غذا از طریق توسعه روکش ها، پوشش ها و آزاد سازی ابزار بسته بندی جدید مي باشد. روکش های جدید با پلیمر های ترکیبی با محیط سازگار هستند.

سطوح Bio-compatible پیشرفته برای پزشکی یا دارو سازی منجر به ظهور سطوح یا روکش های مقاوم شده است و از تشکیل بیو فیلم و چسبیدن باکتری جلوگیری می کند. نانو تکنولوژی امکان تهیه ابزارهایی برای تاثیر گذاری بیشتر و موثر تر مواد غذایی برای رسیدن به نقاط خاصی در بدن را تشدید می کند همچنین دانشمندان برای قرار گرفتن مواد مغذی، طعم، رنگ در کپسول در حال تحقیق اند .

سیستم توزیع چند ترکیبی (حلاله) توسعه پیدا کرده است . این سیستم توزیع ترکیبات فعال را انجام داده و عموما مواد را به صورت یکباره مثل ترکیبات محلول در آب و چربی حل نکرده بلکه به صورت متناوب این عمل را انجام می دهد . بهبود ثبات و در دسترس بودن طیف وسیعی از مواد مغذی و دیگر ترکیبات، کنترل ویژگی آزاد شده و طولانی تر شدن زمان ماندگاری در حفره دهانی(احساس طعم دهانی ) از ویژگی اين سيستم مي باشد.

این سیستم شامل ترکیبات نانو کره ای جامد آب گریز و با قطری حدود 01/0تا 5/0 میکرون است زمانی که کره ها با آب دهان (بزاق) تماس پیدا می کنند حل مي شوند و سایر صمغ های طبیعی و غیره پوشیده مي گردند . اینها می توانند با چسبیدن به غشای بیولوژیکی مثل غشای موکوسی حفره دهانی برای مدت طولانی تري حفظ شوند نانو کره ها می توانند ترکیبات معینی را در ساختار خود و در نقاط خاص و مشخصی نگه داشته تا امکان دسترسی مواد را بیشتر نمایند .همچنین این سیستم با تشدید آب گریزی موادی که حلالیت بالایی در آب دارند مثل ویتامین C امکان دسترسی این مواد را بیشتر مي كنند.