تطبيقات تقنية النانو في علوم الأغذية

تقنية النانو، أحدثت الابتكارات الحديثة في تكنولوجيا النانو تحولاً في عدد من المجالات العلمية والصناعية بما في ذلك صناعة الأغذية.تقنية النانو ظهرت تطبيقات تكنولوجيا النانو مع الحاجة المتزايدة لاستخدامات الجسيمات النانوية مختلف مجالات علوم الأغذية وعلم الأحياء الدقيقة للأغذية ، بما في ذلك معالجة الأغذية ، وتغليف المواد الغذائية ، وتطوير الأغذية الوظيفية ، وسلامة الأغذية ، والكشف عن مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق الأغذية ، وإطالة العمر الافتراضي للأغذية و / أو المنتجات الغذائية – برونانو للاستشارات الغذائية

بداية تقنية النانو

على مدى العقود القليلة الماضية، تم اعتبار تقنية النانو بشكل متزايد على أنها تقنية جذابة أحدثت ثورة في قطاع الأغذية. إنها تقنية بمقياس النانومتر وتتعامل مع الذرات أو الجزيئات أو الجزيئات الكبيرة بحجم يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر تقريبًا لإنشاء واستخدام مواد لها خصائص جديدة. تمتلك المواد النانوية التي تم إنشاؤها واحدًا أو أكثر من الأبعاد الخارجية، أو بنية داخلية، على مقياس من 1 إلى 100 نانومتر، مما سمح بمراقبة المادة ومعالجتها على المستوى النانوي. ويلاحظ أن هذه المواد لها خصائص فريدة على عكس نظيراتها الكبيرة بسبب ارتفاع نسبة السطح إلى الحجم وغيرها من الخصائص الفيز وكيميائية الجديدة مثل اللون، والقابلية للذوبان، والقوة، والانتشار، والسمية، والمغناطيسية، والبصرية، والديناميكية الحرارية، وما إلى ذلك (Rai et al.، 2009؛ جوبتا وآخرون، 2016). أحدثت تقنية النانو ثورة صناعية جديدة، ويهتم كل من البلدان المتقدمة والنامية بالاستثمار بشكل أكبر في هذه التكنولوجيا (قريشي وآخرون، 2012). لذلك، توفر تقنية النانو مجموعة واسعة من الفرص لتطوير وتطبيق الهياكل أو المواد أو الأنظمة ذات الخصائص الجديدة في مجالات مختلفة مثل الزراعة والغذاء والطب، إلخ.

تقنية النانو في معالجة الأغذية

يتم تطوير المكونات الغذائية ذات البنية النانوية مع الادعاءات بأنها توفر طعمًا وملمسًا واتساقًا محسّنًا (Cientifica Report، 2006). تعمل تقنية النانو على زيادة العمر الافتراضي لأنواع مختلفة من المواد الغذائية وتساعد أيضًا في تقليل حجم الفاقد من الطعام بسبب الإصابة الميكروبية. يتم استخدام ناقلات النانو في الوقت الحاضر كنظم توصيل لنقل المضافات الغذائية في المنتجات الغذائية دون الإخلال بمورفولوجيتها الأساسية. قد يؤثر حجم الجسيمات بشكل مباشر على توصيل أي مركب نشط بيولوجيًا إلى مواقع مختلفة داخل الجسم حيث لوحظ أنه في بعض خطوط الخلايا، يمكن فقط امتصاص الجسيمات النانوية دون الميكرون بكفاءة ولكن ليس الجسيمات الدقيقة ذات الحجم الأكبر (Ezhilarasi et al. ، 2013) . من المفترض أن يحتوي نظام التسليم المثالي على الخصائص التالية: (1) قادر على توصيل المركب النشط بدقة في المكان المستهدف (2) ضمان التوافر في وقت مستهدف ومعدل محدد، و (3) فعال للحفاظ على المركبات النشطة عند مستويات مناسبة لفترات طويلة (في حالة التخزين). تقدم تقنية النانو التي يتم تطبيقها في تشكيل التغليف، والمستحلبات، ومصفوفات البوليمر الحيوي، والحلول البسيطة، والغرويات الرابطة أنظمة توصيل فعالة مع جميع الصفات المذكورة أعلاه. تحاول البوليمرات النانوية استبدال المواد التقليدية في تغليف المواد الغذائية. يمكن استخدام مستشعرات النانو لإثبات وجود الملوثات والسموم الفطرية والكائنات الحية الدقيقة في الطعام (Bratovčić ، 2015).

تمتع الجسيمات النانوية بخصائص أفضل للتغليف وكفاءة التحرير من أنظمة التغليف التقليدية. تخفي كبسولات النانو الروائح أو الأذواق، وتتحكم في تفاعلات المكونات النشطة مع مصفوفة الطعام، وتتحكم في إطلاق العوامل النشطة، وتضمن توافرها في وقت مستهدف ومعدل محدد، وتحميها من الرطوبة والحرارة (Ubbink and Kruger ، 2006) ، والمواد الكيميائية ، أو التدهور البيولوجي أثناء المعالجة والتخزين والاستخدام ، وكذلك يظهر التوافق مع المركبات الأخرى في النظام (Weiss et al.، 2006). علاوة على ذلك، تمتلك أنظمة التوصيل هذه القدرة على اختراق الأنسجة بعمق نظرًا لصغر حجمها، وبالتالي تسمح بالتوصيل الفعال للمركبات النشطة إلى المواقع المستهدفة في الجسم (Lamprecht et al. ، 2004). تم تطوير العديد من أنظمة توصيل التغليف الاصطناعية والطبيعية القائمة على البوليمر لتحسين التوافر البيولوجي والحفاظ على المكونات الغذائية النشطة (الجدول 1). علاوة على ذلك، يمكن تقييم أهمية تكنولوجيا النانو في معالجة الأغذية من خلال النظر في دورها في تحسين المنتجات الغذائية من حيث

1-  نسيج الغذاء،
2-مظهر الطعام،
3-طعم الطعام
4- القيمة الغذائية للأغذية. الغذاء،
5-  مدة صلاحية الطعام.

إنها حقيقة واقعة أن تقنية النانو بشكل مدهش لا تلامس فقط جميع الجوانب المذكورة أعلاه ولكنها أحدثت أيضًا تغييرات كبيرة في المنتجات الغذائية مما يوفر لها صفات جديدة.

قضايا السلامة:

إلى جانب الكثير من مزايا تقنية النانو لصناعة الأغذية، لا يمكن إهمال قضايا السلامة المرتبطة بالمواد النانوية. ناقش العديد من الباحثين مخاوف السلامة المرتبطة بالمواد النانوية مع التركيز على إمكانية انتقال الجسيمات النانوية من مواد التعبئة والتغليف إلى الطعام وتأثيرها على صحة المستهلك (برادلي وآخرون، 2011؛ جاين وآخرون، 2016). على الرغم من اعتبار المادة على أنها مادة GRAS (تعتبر بشكل عام آمنة)، يجب الحصول على دراسات إضافية لفحص مخاطر نظائرها النانوية لأن الخصائص الفيز وكيميائية في النانو تختلف تمامًا عن تلك الموجودة في الدول الكبرى.

برونانو للاستشارات في الصناعات الغذائية والصناعية

يد بيد مع برونانو، نقدم خدمات استشارية لشركات الأغذية الصناعية التي تنتج على مستويات مختلفة. نحن نقدم أنسب الحلول لاحتياجاتك وندعمك في تطبيقها على مشاريعك. لدينا معرفة وخبرة في مجالات مختلفة من صناعة المواد الغذائية. وبالإضافة، نحن على دراية بالتحديات الفنية والتجارية للمشاريع. يمكننا فهم منتجاتك وأهدافك ورسم خارطة الطريق الصحيحة معًا. نحن ننتج حلولاً لمشاكلك الحالية أو المتوقعة. نحن ندعمك ونوجهك في كل خطوة من الفكرة إلى الإنتاج