برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۶/۲۴ تا ۱۳۹۷/۰۶/۳۰

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۹,۷۸۷
  • بازدید این ماه ۳۵۵
  • بازدید امروز ۵
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۶۱
  • قبول شدگان ۴۷
  • شرکت کنندگان یکتا ۴۴
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۷۴
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

مقدماتی

امتیاز کاربران

مقدمه‌ای برای کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی

1- صنایع غذایی
1-1- روکش کردن آنزیم‌ها
یکی از دغدغه‌های شرکت‌های صنایع غذایی جهان، بهبود کیفیت، نگهداری و بسته‌بندی "مواد غذایی" برای دور نگه داشتن آنها از آسیب باکتری‌ها و آنزیم‌های تخمیرکننده است. مثلا این‌که چگونه می‌توان طول عمر و ماندگاری شیر را افزایش داد؟ (البته شیر خوراکی نه شیر جنگل) یا این‌که چگونه می‌توان از آلوده ‌شدن محیط زیست توسط مواد زائد یا پساب‌های کارخانه‌های صنایع غذایی جلوگیری کرد؟ زیرا در آنها آنزیم‌ها و پروتئین‌های فراوانی وجود دارد که با ایجاد محیط مناسب برای رشد باکتری‌ها و انگل‌ها، محیط زیست را آلوده می‌سازند.
فساد مواد غذایی، اغلب به دو روش صورت می‌گیرد: 1- توسط یک عامل میکروبی خارجی. 2- توسط آنزیم‌هایی که واکنش‌های تخمیری را سرعت می‌بخشند.
آنزیم‌ها، پروتئین‌هایی هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را بالا می‌برند، مثلا می‌توانند زمان فاسد‌شدن میوه‌ها را از چند ماه به چند روز کاهش دهند. البته باید به این نکته توجه داشت که می‌توان از آنزیم‌ها برای تولید مواد با ارزش غذایی سود جست و در فرآیندهای مفیدی مانند "تخمیر نان" و "تخمیر شیر در تولید پنیر" از آنها استفاده کرد. همچنین آنزیم‌هایی به نام "پکتیناز" در صنایع تولید آب‌ میوه برای شفاف کردن آن به کار می‌روند. اگر بتوان به روشی آنزیم‌ها یا باکتری‌ها را از محیط عمل دور کرد، فرآیند فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد. با تکامل فناوری نانو و شناخت محققین از ذرات ریز و بنیادی مواد و دست بردن در ساختار مواد از طریق ریزترین ذرات آنها، توانایی‌های جدیدی در صنایع مختلف -از جمله صنایع غذایی- به وجود آمده‌است، به عنوان مثال می‌توان به "روکش‌کردن آنزیم‌ها و پروتئین‌ها" اشاره کرد.
با روکش‌کردن آنزیم‌ها، آنها را از محیط فعالیت دور کرده و مانع از فعالیت آنها می‌شوند. به این ترتیب، فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد و طول عمر آنها افزایش می‌یابد.
آنزیم‌ها تنها در محیط‌های زنده رشد و فعالیت می‌کنند و در خارج این محیط‌ها به سرعت تخریب می‌شوند. یکی از پروژه‌های مهم که در مراجع علمی مورد توجه قرار گرفته است، روکش‌کردن آنزیم "توسط یک ساختار پلیمری" است. با این روش آنزیم‌‌ها تا 5 ماه فعال می‌مانند. به گفته‌ محققین تبدیل آنزیم‌های آزاد به این نانوذراتِ حاوی آنزیم، باعث ثبات خاصیت کاتالیزوری آنها می‌شود. در این روش یک شبکه کامپوزیتی را با فرآیند پلیمریزاسیون در اطراف هر مولکول آنزیم ایجاد می‌کنند تا از تخریب آن جلوگیری شود. این نانوذراتِ حاوی آنزیم قطری حدود 8 نانومتر دارند و در دمای 4 درجه‌ سانتی‌گراد تا 5 ماه عمر می‌کنند.
"روکش‌کردن آنزیم‌ها"، یکی از فرآیندهای مهم در صنایع غذایی برای حفظ، افزایش کیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، که با پیدایش فناوری نانو، اجرای آنها آسان‌تر شده‌است.

filereader.php?p1=main_ea66c06c1e1c05fa9filereader.php?p1=main_98c6f2c2287f4c73c
شکل 1. آنزیم ها در ساختار پلیمری لانه زنبوری محبوس شده‌اند.


filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636
شکل 2. روکش‌دهی رشته DNA به وسیله روکشی از جنس پروتئین


- پلیمرها عموما موادی با ساختار کربنی هستند که از به‌ هم پیوستن واحدهای یکسان که "مونومر" نامیده می شوند، به دست می‌آیند.
- کاتالیزورها موادی هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهند ولی خود در واکنش شرکت نمی‌کنند. آنزیم‌ها هم نوعی کاتالیزور هستند که در فرآیندهای غذایی شرکت می‌کنند.
- مواد کامپوزیتی از دو یا چند ماده متفاوت، که هر کدام خاصیت منحصر به فردی دارند، تشکیل شده‌اند. با ترکیب‌کردن این مواد، به ترکیبی دست می‌یابیم که مجموعه خواص‌ مواد تشکیل‌دهنده را هم‌زمان دارد. برای مثال بتن آرمه هم از خاصیت سختی بتن بهره‌مند است و هم از خاصیت انعطاف‌پذیری آهن و بنابراین در برابر زلزله مقاوم است.

2-1- غذاهای نانویی
1-2-1-به کارگیری فناوری نانو در صنایع غذایی
فرض کنید ظهر یکشنبه است و شما بسیار تشنه هستید. سراغ یخچال می‌روید، اما مردد هستید که چه چیزی را انتخاب کنید. از یک سو، می‌دانید که آب میوه دارای ویتامین‌های فراوانی است و برای بدن شما مفید است، از سوی دیگر، به نوشیدن نوشابه تمایل زیادی دارید و علاوه بر این می‌خواهید این نوشیدنی هر چه که هست چند ساعتی شما را بیدار نگه دارد، چون کارهای عقب ماندۀ زیادی دارید که ترجیح می‌دهید آنها را به هفتۀ بعد موکول نسازید.
بنابراین، یک بطری حاوی مایعی بی‌رنگ را بر می‌دارید. ابتدا دکمه‌ای را برای انتخاب نوشابه فشار می‌دهید، پس از آن نوبت اضافه کردن افزودنی‌هاست؛ ویتامین C و کافئین را هم از قسمت افزودنی‌ها انتخاب می‌کنید. با فشار دادن این دکمه‌ها، نانوکپسول‌های بسیار کوچک حاوی مواد افزودنی مورد نظر شما در سطح محلول آزاد می‌شوند و این در حالی است که نانوکپسول‌های دیگر حاوی سایر افزودنی‌ها و طعم‌دهنده‌هایی که شما انتخاب نکرده‌اید، به صورت کپسول آزاد نشده و در محلول باقی مانده‌اند.

2-2-1-غذاهای نانویی
محققان صنعت غذایی نانو در حال کار بر روی چنین غذاهایی هستند، اما به زعم فرانس کمپرز رئیس مرکز بین‌المللی زیست فناوری و سلامت، هنوز برای نیل به این مقصود در صنعت غذایی راه زیادی در پیش است. وی معتقد است که هدف سالم‌تر، ایمن‌تر و ماندگارتر کردن مواد غذایی پدیدۀ جدیدی در این صنعت نیست و سال‌هاست که دانشمندان با دستکاری و کنترل گیاهان و سایر حیواناتی که انسان از آنها تغذیه می‌کند، سعی در ارتقای کیفیت و خواص مواد غذایی دارند؛ اما آنچه که در این صنعت جدید است، امکان اعمال تغییر در مواد غذایی آماده و اضافه کردن افزودنی‌های مورد نظر در اندازه‌های بسیار ریز و دستکاری محتویات فیزیکی مواد غذایی است. در مقیاس نانو، مولوکول‌ها بیشتر از قوانین کوانتوم پیروی می‌کنند تا از قوانین فیزیک در مقیاس بزرگ. ترکیبات غیر قابل حل در آب یا روغن در مقیاس نانو به راحتی حل می‌شوند، حتی این امکان وجود دارد که موادی که عموماً پس از مصرف در معده آزاد می‌شوند، به صورت آزاد نشده به طرف روده هدایت شوند و از آنجا مستقیما جذب شده و وارد گردش خون شوند. به عقیدۀ کمپرز تا پنج الی ده سال آینده، این فرایند کاملاً کاربردی می‌شود، به خصوص در مورد افزودن مواد غذایی‌ای مانند ویتامین‌ها و املاح معدنی. ساده‌ترین و کاربردی‌ترین روش اجرای این کار، فرایند نانوکپسوله کردن است. این تکنیک از روی عملکرد غشای سلولی در طبیعت الگوبرداری شده است. با استفاده از این تکنیک، بشر موفق به ساخت محفظه‌های کیسه‌ای شکلی در ابعاد بسیار کوچک نانویی خواهد شد که درون آنها فضایی خالی برای مواد غذایی تعبیه شده است، لایۀ بیرونی این کپسول بسته به اینکه لازم است مواد داخل کپسول در آب یا در روغن حل شوند، طراحی می‌شوند. این کپسول‌ها در برابر اسید معده مقاوم هستند و بسته به ضوروت می‌توانند در دهان یا در معده باز شوند. در واقع، فرآیند نانوکپسوله کردن به این معنا است که این امکان وجود دارد که مواد غذایی مفید برای بدن بدون اینکه در فرایند ساخت در کارخانه یا هنگام پخت در آشپزخانه و یا توسط آنزیم‌های دهان و معده از بین بروند، این کپسول‌ها به طور مستقیم وارد جریان خون شده و در نتیجه، جذب بدن شوند. این کار حتی مانع از دفع بدون جذب ویتامین‌های مواد غذایی می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای نانوکپسوله کردن این است که مواد غذایی مفید ولی با طعم‌های نامطبوع مانند روغن ماهی را می‌توان از طریق این کپسول‌ها بدون احساس مزۀ ناخوشایند به غذا اضافه کرد.

3-2-1-پرسش‌های باقیمانده
با وجود تمام این مزیت‌ها این حقیقت که این ذرات بسیار ریز می‌توانند از سد سیستم دفاعی بدن نیز بدون هیچ مانعی عبور کنند، موجب نگرانی دانشمندان شده است. دونالد بروس شیمیدان و رئیس مرکز مطالعات تکنولوژی‌های جدید اسکاتلند خاطر نشان می‌کند که مشکل اینجا است که این ذرات بسیار کوچک در کپسول‌ها به راحتی قادرند از غشای خونی دیوارۀ مغز و همچنین دیوارۀ سلول‌ها که به طور معمول مواد دیگر امکان عبور از آنها را ندارند، عبور کنند. البته این امر به این معنا نیست که چنین فرآیندی لزوماً خطرناک است، اما مسئله این است که هنوز تأثیرات آن به طور کامل مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفته و ناشناخته است. دیوید بنت رئیس کمسیون اروپایی نانوبیوتکنولوژی در این باره می‌گوید: «با اینکه سیستم ایمنی بدن از بدو تولد می‌تواند با بسیاری از نانوذرات مضر برای بشر، مانند ذرات موجود در دود سیگار مقابله کند، اما این موضوع نباید باعث شود که ما بدون انجام تحقیقات گسترده بر روی اثرات ناشناختۀ نانوکپسول‌ها آنها را به بازار وارد کنیم».

3-1- نانوغذا دیگر چیست؟
1-3-1-قسمت اول: صنایع بسته‌بندی
1-1-3-1-مقدمه
مواد غذایی از اهمیت خاصی در سلامت بدن برخوردارند. برای حفظ سلامتی لازم است تا یک‌سری از مواد روزانه به بدن برسند. متخصصان علم تغذیه، به ترتیب اهمیت و نیاز بدن به مواد غذایی، هرمی را ترتیب داده‌اند که به هرم مواد غذایی معروف است. در شکل زیر هرم مواد غذایی نشان داده شده است. همان‌طور که در این شکل می‌بینید، موادی که در زیر هرم هستند باید بیشتر مصرف شوند (مانند غلات، میوه‌جات و سبزیجات).

filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2
شکل 3. هرم مواد غذایی.

امروزه به علت صنعتی شدن و روش‌های نادرست زندگی، متاسفانه بیشتر از مواد غذایی آماده، و یا پروتئینی و چربی استفاده می‌کنیم و به علت عدم تحرک و ورزش، مردم با مشکلات زیادی از نظر سلامتی مواجه شده‌اند.
از طرف دیگر به علت عادت به استفاده از مواد آماده، مسئله بسته‌بندی مواد غذایی هم اهمیت بسیار زیادی پیداکرده است. هم‌چنین، مسئله بسته‌بندی از نظر بازاریابی، جلب مشتری و فروش مواد غذایی نیز دارای اهمیت است.

2-1-3-1-نانوغذا
به غذاهایی که در تهیه، بسته بندی ویا کاشتن آنها از فناوری ‌نانو، یا وسایل نانومتری استفاده شده باشد ویا غذاهایی که به آنها نانومواد افزوده شده باشد، نانوغذا می‌گوییم.

2-1-3-1-کاربرد فناوری نانو در صنایع غذایی
- تهیه مواد غذایی با افزودنی‌های رنگ، طعم‌دهنده و مغذی
- کاهش هزینه‌ها
- تهیه غذاهایی که بتوانند رنگ و طعم خود را بر حسب رژیم غذایی، سلیقه و یا حساسیت‌ها و آلرژی افراد مختلف تغییر دهند.
- بسته‌بندی مواد غذایی طوری که بتوان آنها را به مدت بیشتری نگه‌داری کرد.
در ادامه به طور مفصل به بررسی هر یک از موارد بالا می پردازیم.

2-3-1-بسته‌بندی
یکی از کاربردهای فناوری ‌نانو که خیلی زود تجاری شد، در زمینه بسته‌بندی مواد غذایی بود. در حال حاضر، تخمین زده می‌شود که بین 400 تا 500 محصول مواد غذایی از بسته‌بندی نانویی استفاده می‌کنند. پیش‌بینی می‌شود که در 10 سال آینده حدود 25% از بسته‌بندی‌های مواد غذایی از فناوری‌نانو استفاده کنند.
هدف اصلی استفاده از بسته‌بندی نانویی، افزایش دوام و ماندگاری مواد غذایی است. برای این منظور باید تبادل گاز، نور و رطوبت بین فضای بیرون و داخل بسته‌بندی را کنترل کرد. در ادامه، به برخی از کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی اشاره می‌شود.
می‌توان بسته‌بندی نانویی را طوری طراحی کرد که مواد ضد باکتری، آنزیم‌ها، مواد مغذی و یا طعم‌دهنده‌هایی را از خود آزاد کنند. به این ترتیب، عمر مواد غذایی در بسته‌بندی نانویی بیشتر می‌شود.
برخی بسته‌بندی‌های نانویی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اگر ماده غذایی درون‌شان شروع به تغییر کند، مثلا رطوبتش عوض شود و یا مقدار مواد میکروبی درون آن زیاد شود، موادی آزاد می‌کند که این تغییرات را خنثی کند (مانند ترکیبات ضد باکتری). بیشتر بسته‌بندی‌های ضد باکتری از نانوذرات نقره استفاده می‌کنند اما در آینده، نانواکسید روی، نانواکسید منیزیم، نانواکسید مس، نانواکسید تیتانیوم و نانولوله‌های کربنی در بسته‌بندی‌های ضد باکتری مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9
شکل 4. باید بسته‌بندی مواد غذایی طوری باشد که از عبور هرگونه میکروب و ویروس جلوگیری کند.

ایجاد پوشش‌های خوراکی نانویی نیز یکی دیگر از کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی است. این پوشش‌ها به نازکی 5 نانومتر هستند و با چشم دیده نمی‌شوند. از این پوشش‌ها می‌توان برای گوشت، میوه، سبزیجات، پنیر، شیرینی‌جات و نان استفاده کرد. این پوشش‌ها سدی را در برابر تبادل رطوبت و گاز به وجود می‌آورند ( شکل 5)

filereader.php?p1=main_e4da3b7fbbce2345d
شکل 5. پوشش‌های خوراکی نانویی بر روی پنیر

بسته‌بندی‌های مجهز به نانوحسگرها، دسته دیگری از کاربرد فناوری ‌نانو در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی است. این بسته‌بندی‌ها می‌توانند دما و رطوبت را در زمان‌های مختلف ارزیابی کنند و بر حسب شرایط، پاسخ‌های متناسبی را به مصرف‌کننده بدهند. برای مثال با تغییر رطوبت، رنگ بسته‌بندی تغییر می‌کند.
نانوبارکدها، مدل مولکولی بارکدهای سنتی است و شامل نانوذرات فلزی است که اثر انگشت شیمیایی قابل ‌شناسایی و خاصی دارند و می‌توانند از طریق یک ماشین، تشخیص داده شوند. این نوع بارکدها می‌توانند برای حفاظت مارک و ارزیابی غذاهایی که در حالت عادی نمی‌شود بارکدهای سنتی را روی آنها چسباند، استفاده شود.
نور خورشید از امواج مختلفی با طول موج‌های متفاوت تشکِل شده است. برخی از امواج برای سلامتی ما خطرناک هستند. در نتیجه باید از رسیدن آنها به بدن جلوگیری کرد. یکی از این امواج خطرناک، امواج ماوراء بنفش هستند. در طبیعت لایه ارزون، تا حد زیادی از رسیدن این امواج به ما جلوگیری می کند. یکی از مشکلاتی که بسته‌بندی های شفاف دارند این است که وقتی در معرض نور قرار می‌گیرند، تابش ماوراء بنفش را از خود عبور داده و به ماده غذایی می‌رسانند و در نتیجه نمی‌توانند از ماده غذایی داخل خود به خوبی محافظت کنند و ماده غذایی زود فاسد می‌شود. با استفاده از فناوری نانو پلاستیک‌هایی تولید شده‌اند که دارای نانوذرات اکسید تیتانیوم هستند. این پلاستیک‌ها آثار مخرب تابش‌های ماوراء بنفش را کاهش می‌دهند.
امروزه از پلاستیک‌ها برای بسته‌بندی برخی از مواد غذایی استفاده می‌گردد. مشکل اصلی پلاستیک‌ها این است که وقتی به صورت زباله دور ریخته می‌شود برای مدت‌های طولانی در طبیعت باقی می‌ماند و تجزیه نمی‌شود. این مسئله، باعث آلودگی محیط زیست می‌شود. از فناوری ‌نانو برای ساختن بسته‌بندی‌های پلاستیکی بیولوژیکی که بتوانند در طبیعت تجزیه شوند کمک گرفته می‌شود. این پلاستیک‌ها از گیاهان ساخته می‌شوند و دوست‌دار محیط زیست هستند.
نانولوله‌های کربنی نیز می‌توانند در بسته‌بندی مواد غذایی به کار روند. این مواد، اکسیژن و گاز دی‌اکسیدکربن را که سبب فساد ماده غذایی می‌شود، به بیرون پمپ می‌کنند.

3-3-1-نتیجه‌گیری
همان‌طور که از مباحث مطرح شده مشخص می‌شود، فناوری‌نانو می‌تواند در زمینه‌های مختلف صنایع غذایی مانند ایجاد طعم‌های جدید، بسته‌بندی‌های بهتر و ... کاربرد داشته باشد و به حل مشکلات کنونی کمک کند. البته تلاش‌ها و بررسی‌ها در این زمینه‌ها هنوز در حال انجام است و بسیاری از شرکت‌های مطرح تولید کننده مواد غذایی هزینه‌های زیادی را برای تحقیق نقش فناوری ‌نانو صرف می‌کنند.

4-1- دستور پخت یک نانوغذا
1-4-1-نقش فناوری‌نانو در تولید مواد غذایی
یکی از مهم‌ترین بخش‌های صنعت کشورها صنعت غذایی است که ارتباط تنگاتنگی با امنیت غذایی افراد جامعه دارد. افزایش جمعیت به همراه گسترش شهرنشینی وافزایش سطح درآمد سرانه نیاز به غذاهای فرایندی را روز به روز افزایش داده است. از این رو استفاده از فناوری‌های نوین از جمله فناوری ‌نانو در این صنعت بسیار مورد توجه محافل علمی و صنعتی جهان قرار گرفته است.
حوزه‌های مختلف کاربردی فناوری ‌نانو در غذا و صنایع غذایی را می‌توان به شش دستة زیر تقسیم نمود (شکل 6)
• نگهداری غذا
• بهبود طعم و رنگ
• سلامت غذا
• بسته‌بندی
• تولید غذا
• فرآیندهای غذایی

filereader.php?p1=main_1679091c5a880faf6
شکل 6. کاربرد فناوری‌نانو در صنایع غذایی


2-4-1-نقش فناوری ‌نانو در تولید مواد غذایی 
- ایجاد غذاهایی با طعم‌های جدید: برای درمان بسیاری از بیماری‌ها مانند بیماری دیابت (قند) باید از رژیم غذایی خاصی استفاده کرد. از طرف دیگر به علت زندگی صنعتی امروزه، مسئله چاقی نیز به معضلی تبدیل شده است که متاسفانه گریبان‌گیر نوجوانان و حتی کودکان شده است! (شکل7). برای حل این معضل، با استفاده از فناوری ‌نانو چند راهکار پیشنهاد می‌شود:
o غذایی که فرد را سیر کند ولی تأثیری روی وزن نداشته باشد. 
o غذاهایی خوش طعم که حاوی موادی جایگزین چربی هستند.
o به‌کارگیری نانوذرات برای جلوگیری از جذب و ذخیره‌سازی چربی و کالری به‌وسیله بدن

filereader.php?p1=main_8f14e45fceea167a5
شکل 7. فناوری ‌نانو می‌تواند طعم‌ها و رنگ‌های غذایی جدیدی را ایجاد کند.

- تولید غذاهای غنی شده: برخی از مواد دارای اجزای با ارزشی هستند که برای بدن بسیار مهم و ضروری هستند، اما به دلایلی مانند ذائقه و عادت تمایل زیادی به استفاده از آنها وجود ندارد. اگر بتوان کاری کرد که این مواد ارزشمند را جدا کرد و به صورت مواد افزودنی به دیگر غذاها اضافه کرد، می‌توان مواد غنی شده را ساخت. نانوفیلترهایی ساخته شده‌اند که مولکول‌ها را بیشتر بر اساس شکل و نه بر حسب اندازه غربال می‌کنند، این مسئله تفکیک اجزای خاصی از یک فرآوده، را امکان‌پذیر می‌سازد.
- تولید غذاهای مولکولی: پژوهشگران بر این باور هستند که در آینده مهندسی مولکولی، امکان تهیه و رشد مقادیر زیاد غذا را بدون نیاز به خاک، بذر، مزرعه وکشاورز فراهم می‌کند و با ورود این فناوری، گرسنگی از جهان رخت بر خواهد بست. با این تفکر به جای کاشت غلات و پرورش گاوها برای به‌دست آوردن کربوهیدرات‌ها و پروتئین، نانوماشین‌ها، استیک یا آرد مورد نظر ما را از اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن موجود در ترکیب آب یا دی اکسیدکربن هوا می‌سازند. همچنین نانوبوت‌های موجود در غذا در دستگاه گردش خون به حرکت در می‌آیند و آن را از بقایای چربی و بیماری‌زای کشنده پاک می‌کنند. تولید مولکولی غذا یکی از اهداف و آرزوهای فناوری‌ نانو است و به نظر می‌رسد که چندان به سرعت دست یافتنی نباشد. با استفاده از غذاهای مولکولی می‌توان گرسنگی را ریشه‌کن نمود‌، محتوای تغذیه‌ای مواد غذایی را افزایش داد و خطر مواد حساسیت‌زا را در مواد غذایی حذف کرد.
- افزودنی‌های غذایی در مقیاس ‌نانو: امروزه افزودنی‌های مختلف بر پایه فناوری ‌نانو ساخته شده‌اند. برای مثال شرکت باسف یک نوع کارتنوئید در مقیاس نانو تولید کرده است. کارتنوئیدها نوعی افزودنی غذایی هستند که به غذاها رنگ نارنجی می‌دهند و به طور طبیعی در هویج و گوجه فرنگی وجود دارند. بعضی از انواع کارتنویئد‌ها آنتی‌اکسیدان هستند و در بدن به ویتامین A تبدیل می‌شوند. شرکت باسف (BASF) این کاروتنوئید را در مقیاس نانو، به شرکت‌های بزرگ تولید کننده غذا و نوشابه در سراسر جهان می‌فروشد تا در لیموناد‌ها، آبمیوه‌ها و مارگارین‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
فرمولاسیون افزودنی‌ها در مقیاس نانو جذب آنها را در بدن راحت‌تر کرده و زمان نگهداری آنها را افزایش می‌دهد. شرکت باسف همچنین کاروتنوئید صنعتی دیگری به نام لیکوپن به عنوان یک افزودنی غذایی تولید کرده است. لیکوپن به طور طبیعی در گوجه فرنگی وجود دارد (شکل 8)

filereader.php?p1=main_c9f0f895fb98ab915
شکل8. نانومواد را می‌توان به عنوان افزودنی به مواد غذایی افزود

- غذاهای دارای انتشار مخصوص در بدن: برای اینکه بدن ما بتواند از انتشار اجزای غذا در آن سود ببرد، ماده مغذی باید به محل خاصی از بدن بروند و در آن محل فعال شوند. کنترل و مهندسی انتشار مواد مغذی در بدن یکی از زمینه‌های تحقیقاتی فناوری ‌نانو است. این مواد غذایی که "غذا و دارو" نامیده می‌شوند، اجزای فعالشان توسط نانوکپسول در بدن توزیع می‌گردد. زیرا یکی از راه‌های حفظ یک جزء فعال غذایی، قرار دادن آن در یک پوشش محافظ است. این پوشش را می‌توان طوری طراحی کرد که با تحریک شدن توسط محرک مناسبی حل شده و ماده فعال داخل آن از طریق پوشش انتشار یابد. به عنوان مثال موسسه غذایی جورج وستون در استرالیا نوعی نان به نام نان ((تیپ تاپ اپ)) تولید کرده که حاوی روغنی از اسید چرب امگا 3 حاصل از ماهی تن است. اما روغن ماهی تن در داخل میکروکپسول قرار داده شده است، بنابراین مصرف‌کننده طعم روغن ماهی را حس نمی‌کند و فقط وقتی این روغن به معده رسید و کپسول هضم شد، آزاد می‌شود. این فناوری، در مورد ماست و غذای کودک نیز به کار گرفته شده است (شکل 9)

filereader.php?p1=main_45c48cce2e2d7fbde
شکل 9. می‌توان از نانوکپسول‌ها برای رساندن غذا استفاده کرد.


با استفاده از نانوکپسول‌هایی از جنس پلیمر خوارکی، می‌توان مزه و بوی مولکول‌های غذا را حفظ کرد و در نتیجه مدت زمان ماندگاری محصول را افزایش داد.
- روکش‌کردن آنزیم‌ها: یکی از دغدغه‌های شرکت‌های صنایع غذایی جهان، نگهداری غذا و مصون نگه‌داشتن آن از آسیب آنزیم‌ها است. اگر بتوان به روشی آنزیم‌ها را از محیط غذایی دور کرد، فرایند فساد مواد غذایی به تاخیر می‌افتد. با استفاده از فناوری ‌نانو می‌توان با روکش کردن آنزیم‌ها، آنها را از محیط فعالیت دور کرده و مانع از اثر آنها شد. یکی از این روش‌ها، روکش کردن آنزیم توسط یک ساختار پلیمری است. در این روش یک شبکه نانوکامپوزیتی را با فرایند پلیمریزاسیون در اطراف هر مولکول آنزیم ایجاد می‌کنند، تا از تخریب آن جلوگیری شود. این نانوذرات حاوی آنزیم، در دمایی حدود 8 درجه سانتی‌گراد تا 5 ماه عمر می‌کنند. روکش کردن آنزیم در صنایع غذایی، یکی از فرایندهای مهم برای حفظ کیفیت و بهبود نگهداری مواد غذایی است.

منابـــع و مراجــــع

کتاب مجموعه مقالات باشگاه