بخشی از مقاله
چکیده:
فناوری نانو در توسعه حسگرهای زیستی در مقیاس نانو برای پایش و کنترل مواد و فرآوردههای غذایی مورد استفاده قرار میگیرد. نانو حسگرهای زیستی طی تلفیق فناوریهای زیستی و نانو با پروسههای الکترونیک به گونهای طراحی میشوند تا تنها با یک ماده خاص واکنش نشان داده، این حسگرها ابزارهای مفیدی در تشخیص و کنترل آلایندههای مخاطرهآمیز و تشخیص باکتریهای پاتوژن و فرآوردههای غذایی به شمار میروند.
مقدمه:
فناوری نانو توصیف خصوصیات ساخت و یا دستکاری ساختار موادی است که حداقل یکی از ابعاد آنها 1- 1nm میباشد. وقتی که اندازه ذرات تا این حدود کاهش مییابد مواد حاصله خصوصیات فیزیکی و شیمیایی را از خود نشان میدهند که به صورت معنیداری با خصوصیات همان مواد در مقیاس بزرگ متفاوت میباشند. در طول دههی گذشته تحقیقات انجام شده در زمینه فناوری نانو به صورت قابل توجهی افزایش یافت و در حال حاضر شرکتهای بزرگی وجود دارند که در زمینه ساخت انواع جدیدی از مواد و ابعاد نانو برای کاربردهای مختلف فعالیت میکنند.
فناوری نانو یک موضوع کمتر شناخته شده در زمینه صنایع غذایی میباشد زیرا که تمایل عموم مردم در استفاده از محصولات غذایی طبیعی است. با این حال دانشمندان استفادههای بالقوهای از فناوری نانو را تقریباً در همه بخشهای صنایع غذایی شناسایی کردهاند. دو نمونه از مهمترین این بخشها عبارتند از فرآوری موادغذایی و بستهبندی موادغذلایی که در بین این دو مورد نیز فناوری نانو در بستهبندی موادغذایی کاربرد بیشتری داشته است.
این مقاله به مرور کاربردهایی از فناوری نانو در زینه بستهبندی موادغذایی میپردازد 2 مروری بر برخی از کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی نوشیدنی با رویکرد بازار: فناوری نانو پتانسیل ایجاد تغییرات اساسی در صنایع غذایی و نوشیدنی را با ابزارهای جدید برای درمان مولکولی و شناخت سریع بیماریها و... دارد مهمترین پتانسیلهای کاربرد نانو در غذا شامل موارد زیر است:
- 1 غذاهایی با امکان تغییر رنگ، مزه یا مواد مغذی مطابق درخواست مشتری یا نیازهای سلامت.
- 2 فیلترهایی برای زدودن سموم
- 3 بهبود طعم
- 4 بستهبندی شناسایی کننده فسادغذایی و هشدار به مشتریان با تغییر رنگ از مهمترین فناوریهای کلیدی در حوزه نانو برای غذا و نوشیدنی میتوان به نانو ذرات، نانو پوششها، نانو کامپوزیتها، مواد نانو متخلخل و نانو کپسولها اشاره کرد. مروری بر فرآوردهها و فناوریهای در حال توسعه در حوزه کاربردی غذا و نوشیدنی:
- 1 تأمین کنندگان فناوری در بخش فرآوری و ایمنی در صنعت غذا و نوشیدنی
الف - شناسایی پاتوژنها در غذا و نوشیدنی
ب - جداسازی و فیلتر کردن
ج - نانو فیبرهای اکسید آلومینیوم، کامپوزیتهای شیشهای برای شناسایی سریع و محاسبه غلظت ویروسهای به وجود آمده در غذا - 2 تأمین کنندگان فناوری در بخش بستهبندی در صنعت غذا و نوشیدنی
الف - استفاده از نانو مواد برای بستهبندی نوشیدنیها
ب - بستهبندی هوشمند و فعال برای حفظ تازگی و ممانعت از گاز که شامل نانوکامپوزیتهای PET برای طولانیتر کردن زمان ماندگاری، نانو سیلیکاتهای پراکنده در بستهبندی غذا برای محافظ در برابر گاز برای استفاده در بستهبندی، پوششهای پلاستیکی ضدباکتریایی برای بستهبندی غذا با استفاده از نانو ذرات نقره، نانو بارکدها که با استفاده از جوهرهای هوشمند امکان دریافت اطلاعات دمای بستهبندی یا اتمسفر بستهبندی فراهم میشود.
- 3 تأمینکنندگان فناوری در بخش رسانش و رهایش هدفمند در صنعت غذا و نوشیدنی
الف - رهایش کنترل شده فناوری Nutral ease یک سیستم رسانش برای غذا و نوشیدنیها است. این فناوری بر پایه سیالات خود تشکیل شونده نانو ساختار است کاربردهای این فناوری در صنعت نوشیدنی به قرار زیر است: رهایش ویتامینهای K و A و D و E و روغن و COQ10 و Omegacran و کاروتینوئید و روغنهای ضروری طراحی شده مخصوص نوشیدنیهای زلال و بهبود دسترسی زیستی
ب - نانو، امولسیونها برای کاهش چربی 3 و4 کاربرد فناوری نانو در بستهبندی موادغذایی - 1 نانو کامپوزیتهای پلیمری غیرقابل نفوذ: استفاده از پلیمرهای ترکیبی یک روش مفید برای جلوگیری از نفوذ گازها در بستهبندیهای موادغذایی میباشد یک روش برای رسیدن به این هدف ساخت پلیمرهایی میباشد که از مواد زیستی ساخته شدهاند و تحت عنوان نانو کامپوزیتهای پلیمری - PNCS - شناخته میشوند.
PNCS ها نسبت به پلیمرهای دیگر مستحکمتر در مقابل اشتعال مقاومتر، دارای خصوصیات حرارتی بهتر، نقطه ذوب و دمای انتقال گاز پایینتر و در برابر شرایط رطوبتی مقاومتری میباشد 5 کاربرد نانو ذرات در بستهبندی به روش PNCS سبب افزایش زمان ماندگاری تا حدود 3 برابر نسبت به بستهبندی معمولی شد بدون اینکه در محصول تغییرات شیمیایی رخ دهد.
- 2 نانوذرات و نانو کامپوزیتهای نقره و مسأله و خواص ضدمیکروبی آنها در بستهبندی موادغذایی: استفاده از نقره به عنوان یک ماده ضدمیکروبی در کاربردهای غذایی و آشامیدنیها تاریخچهای دراز دارد، نقره در مقابل گونههای متعددی از باکتریها، قارچها و جلبکها و احتمال بعضی ویروسها خاصیت سمی دارد 6 مسأله نیز از جمله فلزاتی است که دارای خواص ضدمیکروبی میباشد.
7 نانو کامپوزیتهای با دانسیته پایین نقره را مورد مطالعه قرار دادند نتایج نشان داد که فیلم فعال پیشنهاد شده میتواند به صورت موفقیتآمیزی برای جلوگیری یا کاهش باکتریهای گرم منفی اشریشیاکلی و گرم ثبت استافیلوکوکوس اورئوس استفاده شود، همچنین کارایی ضدمیکروبی نانو کامپوزیت نقره به غلظت نانوذرات نقره بستگی دارد هر چند که غلظت بالای نانوذرات نقره ممکن است باعث تضعیف ویژگیهای مکانیکی شود.
- 3 نانوسنسورها و بستهبندیهای هوشمند :
بستهبندیهای هوشمند دارای سنسورهایی هستند که تازه بودن مواد را مشخص میکنند، بستهبندی هوشمند بر روی بررسی و آگاهی از وضعیت محصول متمرکز میشود و به این طریق ایمنی و کیفیت محصول - تازگی و رسیده بودن و ثبات آن - اطلاع میدهد. از این جهت بستهبندی هوشمند این قابلیت را دارد که محصول را رهگیری کند و تولید کننده، فروشنده و مصرف کننده را از وضعیت محصول آگاه کند.
وقتی سنسورها در بستهبندی موادغذایی قرار میگیرند میتوانند موادشیمیایی، پاتوژنها و سموم را در موادغذایی آشکار کنند.8 سنسورهای مبتنی بر فناوری نانو این پتانسیل را دارند که سرعت و دقت صنایع و یا سازمانهای نظارتی را در شناسایی آلایندههای مولکولی در ماتریسهای غذایی پیچیده افزایش دهند. بسیاری از این تستها بر مبنای مشاهدهی تغییرات زندگی که در حضور این اجزا در محصول نانوذرات فلز اتفاق میافتد میباشند .
