یکی از مهم ترین بخشهای صنعت تمام کشورها که با امنیت غذایی در ارتباط است صنایع غذایی می باشد.با کمبود منابع غذایی و افزایش جمعیت، توسعه این بخش از صنعت ضروری به نظر می رسد. استفاده از فناوری های نوین در این بخش رویکرد جدیدی است که بسار مورد توجه قرار می گیرد.
همینک اصطلاح نانو غذا،به غذاهایی اطلاق نمی شود که مستقیما از روشهای فناوری نانو به دست آمده اند،امادر آینده اتفاقات زیادی رخ خواهد داد، مثلا ممکن است روزی نانو ماشینهایی تولید شود که توانایی تولیدمولکول به مولکول غذاهارا داشته باشند ، همچنان که ساینتیفیکامعتقد است ساخت مولکولی و طراحی مواد به صورت اتم به اتم درزمینه غذا بعد از سال 2012 محقق خواهد شد.
به ادامه توجه کنید..
آیا تا به حال در مورد پیراهنی شنیدهاید که پارامترهای بدن شما را اندازهگیری کرده و آنها را از طریق یک سیستم ارتباطی بیسیم به یک کامپیوتر میفرستد؟
آیا ورزشکاران مطرحی را دیدهاید که به دلیل بافتههای (پارچههای) هوشمندی که میپوشند، عملکرد بهتری از خود نشان میدهند؟ این شگفتی نانوتکنولوژی است!
فناوری عصر جدید که عملکردها را بهینه کرده و راه حلهای هوشمندانهای برای آینده فراهم میکند. نانوتکنولوژی، همانگونه که در مورد پارچههای هوشمند میبینیم، به مفهوم تغییر اندازه و مشخصات مولکولها برای ایجاد کارایی بهتر است. زمانی که یک لیوان آبمیوه بر روی شلوار شما میریزد، پارچه شلوار، که با فناوری نانو ساخته شده است، قطرات آبمیوه را از خود دفع میکند. پارچه ساختهشده توسط شرکت Nano-Tex از مولکولهای با مهندسی نانوتکنولوژی پوشیده شده است. این مولکولها به هم و به پارچه متصل شده و یک مانع نانویی در مقابل لکههای آبمیوه ایجاد مینمایند.
شرکت Nano-Tex که در امرویل کالیفرنیا واقع شده است، یکی دیگر از پیشگامان این زمینه است که به دلیل نجات صنایع Burlington از طریق تبدیل بافتهای آن به بافتهای با تکنولوژی بالا شناخته شده است. محصولات Nano-Tex در سوپرمارکتها و فروشگاههای زنجیرهای موجود است و ممکن است به زودی در لباسهای سربازان و افسران پلیس نیز به کار گرفته شود.
تا به حال بیست تا از بزرگترین شرکتهای پارچه در دنیا اجازه استفاده از فناوری Nano-Tex را به دست آوردهاند. این فناوری جدید بهتدریج در زندگی روزمره وارد میشود و شما ممکن است بهزودی یکی از محصولات آن را بپوشید، هرچند که این قضیه هنوز برای چشمهای معمولی غیرقابل دیدن است.
شرکت Sensatex با کارکردن بر روی لباسهای افراد نظامی، پزشکان و کارکنان در مواقع اضطراری، لباسی به نام «پیراهن هوشمند» طراحی کرده است که دارای سیمهای بسیار ریز میکروسکوپی درون بافت پارچه می باشد. مسائل حیاتی همانند ضربان قلب، تنفس، دمای بدن، سوخت و ساز، چربی بدن و میزان تابش خارجی و UV را میتوان ازطریق خود این پیراهن به پزشکان منتقل کرد. فناوری Sensatex را میتوان بدون اثرگذاشتن بر ظاهر و احساس یکپارچگی پارچه، در هر پارچهای (کتان، پشم، ابریشم، لیکرا (پارچهکشی ساختهشده از پلیاورتان) و غیره) وارد کرد.
«پیراهن هوشمند» تمام پیشرفتها را در زمینة مهندسی بافت، ابزارهای محاسباتی پوشیدنی و سیستمهای بیسیم انتقال اطلاعات را جمعبندی کرده و امکان جمعآوری، انتقال و تجزیه سلامتی فردی و دادههای مربوط به نحوه زندگی را فراهم میآورد. رابرت کالیک مدیر اجرایی Sensatex میگوید: ما هنوز انقلاب نانو را شروع نکردهایم. عدم استفاده از اتصالات سیمی و بهکاربردن بافتهای هوشمند جهت جمعآوری و انتشار اطلاعات از طریق ارتباطات بیسیم، در آینده در سطح جامعه فراگیر خواهد شد.
دان تایس مدیر اجرایی Nano-Tex میگوید: ظاهراً ما در حال حلکردن مشکلات معمولی اما واقعاً بزرگ نظیر مقاومت در برابر مایعات، چین و چروک، تعریق و بوی لباس هستیم.
نانو فناوری یکی از جدید ترین علومی است که در سه شاخه مرطوب ، خشک و محاسبه ای اینده زندگی بشر را دگرگون خواهد ساخت . یکی از مهمترین زمینه های تاثیر گذاری نانو فناوری در زندگی انسان ، علم غذا است که به دلیل احتیاج روزمره و دائمی انسان به غذا هر گونه تغییر و تحو لی در ان نقش به سزایی در تغییر کیفیت زندگی انسان خواهد داشت . لذا به منظور تبیین جایگاه نانو فناوری و نانو علم در علوم غذا و صنایع این مقاله نوشته شده است .
نانو فناوری و نانو علم از پتا نسیل قوی برای بهبود اقتصاد و استاندارد های زندگی بشر برخودار است و کاربرد ان در حوزه های مختلف از جمله ساخت مواد ، الکترونیک و رایانه ، پزشکی و بهداشت ، امنیت ملی و دفاعی و غیره روز به روز بیشتر می شود . مهمترین ابزار نانو فناوری ساخت نانو مواد است که در شاخه های مختلف علوم از جمله علوم غذا کاربرد دارند . از جمله کاربرد های نانو مواد در علوم غذا و صنایع غذایی ، می توان به بسته بندی ، تولید غذا های ملکو لی ، برچسب گذاری و پایش ، افزودنی های غذایی ، غذا های دارای انتشار مخصوص در بدن و روکش کردن انزیم ها اشاره نمود .
بر اساس نظر غالب پژوهشگران نانو فناوری و نانو علم ، دستیابی به فناوری نانو یکی از پایه های تحیکم استقلال و امنیت ملی کشور ها است . جایگاه نانو فناوری در علوم غذا از دو جنبه سلامت غذا و تغذیه و نیز مبارزه با گرسنگی اشکار و پنهان قابل بررسی می باشد .
کاربردهای نانو فناوری در صنایع غذایی :
۱-بسته بندی
امروزه بسته بندی و پالایش مواد غذایی یکی از عمده ترین زمینه هایی است که به صورت ((هوشمند )) در امده اند واین بدان معنا است که این بسته ها به شرایط محیطی واکنش نشان می دهند ، یا در صورت خراب و سوراخ شدن خود را تعمیر و ترمیم می کنند و یا حتی مصرف کننده را نسبت به وجود الودگی و یا حضور عوامل بیماریزا در بسته ، اگاه می سازند . در حال حاضر پژوهشگران هلندی در زمینه بسته بندی های هوشمند یک گام به جلو برداشته اند . انها بسته بندی هایی را طراحی کرده اند که به محض شروع فساد در ماده غذایی داخل بسته ، از خود ماده نگهدارنده ازاد می کند . این نوع بسته بندی که (( ازاد شدن به دستور )) نام دارد توسط یک سوییچ زیستی ، که به روش نانو فناوری ساخته شده فعال می شود .
با فناوری های فعلی ، ازمایش الودگی میکروبی موادغذایی ، بین دو تا هفت روز طول می کشد . همچنینی حسگرهایی که امروزه وجود دارند برای حمل ونقل بسیار بزرگ هستند . چندین گروه از پژوهشگران در ایالات متحده در حال تحقیق در زمینه تکامل حسگرهای زیستی هستند که عوامل بیماریزا را سریع و اسان جستجو می کند. دلیل انها برای این چنین تحقیقاتی این است که معتقدند (( ابر حسگر ها )) نقش بسیار تعیین کننده ای در برابر حملات تروریستی به انبار های غذا یی ایفا می کنند .
مواد بسته بندی ضد میکروب نیز از دیگر دستاورد های نانوفناوری در صنعت بسته بندی مواد غذایی است و حتی در اینده می توان مواد ضد میکروب را به صورت مستقیم ، به فیلم های بسته بندی وارد نمود .
همچنین با استفاده از لایه ی نانو کامپوزیتی می توان تعامل اکسیژن خارج ازبسته بندی را با غذا کاهش و یا طعم دهنده ها و نگهدارنده های غذا را افزایش داد. با استفاده از نانو حسگر ها می توان عوامل بیماریزا ، تغییرات دمایی ، ترشح و غیره را در داخل بسته تشخیص داد .
2- تولید غذا های ملکولی
پژوهشگران بر این باور هستند ، که در اینده مهندسی ملکولی امکان تهیه و رشد مقادیر زیاد غذا را بدون نیاز به خاک، بذر ، مزرعه وکشاورز فراهم می کند و با ورود این فناوری ، گرسنگی از جهان رخت بر خواهد بست . با این تفکر به جای کاشت غلات و پرورش گاو ها برای بدست اوردن کربوهیدرات ها و پروتئین ، نانو ماشین ها با همان نانو بوت ، استیک یا ارد مورد نظر ما را از اتم های کربن ، هیدروژن و اکسیژن موجود در ترکیب اب یا دی اکسید کربن هوا می سازند . همچنین نانو بوت های موجود در غذا در دستگاه گردش خون به حرکت در می ایند و ان را از بقایای چربی و بیماری زای کشنده پاک می کنند. تولید ملکولی غذا یکی از اهداف و ارزوهای نانو فناوری است و به نظر می رسد که چندان به سرعت دست یافتنی نباشد . با استفاده غذا های ملکولی می توان گرسنگی را ریشه کن نمود ، محتوای تغذیه ای مواد غذایی را افزایش داد و خطر مواد حساسیت زا را در مواد غذایی حذف کرد .
3- برچسب گذاری و پایش
امروزه برچسب گذاری تحت عنوان RFID که مخفف عبارت برچسب شناسایی با فرکانس رادیو یی می باشد ، ساخته شده است . این برچسب ها یک تراشه مدار مجتمع می باشند که دارای یک مدار رادیوی و یک کد شناسایی تعبیه شده که در داخل خود هستند . مزیت برچسب RFID ،ان قدر کوچک است که می توان ان را داخل خود محصول و نه روی بسته بندی جاسازی کرد . این برچسب قابلیت ذخیره سازی اطلاعات بیشتری دارد و از فاصله دور هم قابل اسکن است ( مثلا از روی جعبه های کارتن یا سایر بسته بندی ها ) ، همچنین تعداد زیادی برچسب را می توان به طور همزمان اسکن کرد .
با استفاده از برچسب های RFID بر روی بسته بندی مواد غذایی ، صندوقدار می تواند لحظه خرید یک مشتری را کنترل و همچنین اگر هر کدام از محصولات ، تاریخ مصرفشان گذشته بود به مشتری یاد اوری نماید . بر چسب های RFID حتی پس از این که محصول غذایی فروشگاه را ترک کرد . اطلا عات را به فروشگاه ارسال می نمایند . این امر باعث می شود فروشندگان از رفتار مشتریان با ماده غذایی اگاه شوند .
برچسب های دیگری در مقیاس نانو طراحی شده اند که مشابهت بیشتری با UPC code دارند که به انها (( نانو بارکد )) گفته می شود . این برچسب از فاصله یک متری بار کد خوان خود کار ، خوانده می شوند که این روش برای خواندن بار کد در بنادر مناسب است .
برچسب گذاری مواد غذایی با روش های ذکر شده فوق به این معنی است ، که غذا تا چنگال مصرف کننده در مراحل فراوری حمل ونقل ، غذا خوری ها ، قفسه فروشگاه و حتی پس از خرید مشتریان توسط انها پایش میشود.
4- افزودنی های غذایی در مقیاس نانو
برای مثال شرکت باسف یک نوع کارتنوئید در مقیاس نانو تولید کرده است . کارتنوئید ها یک نوع افزودنی غذایی هستند که به غذا ها رنگ نارنجی می دهند و به طور طبیعی در هویج و گوجه فرنگی وجود دارند . بعضی از انواع کارتنویئد ها انتی اکسیدان می باشند و در بدن به ویتامین A تبدیل می شوند . شرکت BASF این کاروتنوئید را در مقیاس نانو ، به شرکت های بزرگ تولید کننده غذا و نوشابه در سراسر جهان می فروشد تا در لیموناد ها ، ابمیوه ها ، و مارگارین ها مورد استفاده قرار گیرد .
فرمو لاسیون افزودنی ها در مقیاس نانو جذب انها را در بدن راحت تر کرده ، همچنین زمان نگهداری انها را افزایش می دهد . شرکت BASF همچنین کاروتنوئید صنعتی دیگری به نام لیکوپن به عنوان یک افزودنی غذایی تولید کرده است . لیکوپن به طور طبیعی در گوجه فرنگی وجود دارد .
امروزه از دی اکسید تیتانیوم تولید شده در مقیا س نانو ،در پوشش های شفاف پلاستیکی مواد غذا یی به عنوان محافظت کننده از اشعه ماورای بنفش استفاده می شود . این ماده در سال 1966 توسط FDA در مقیاس میکرون به عنوان یک رنگ افزودنی غذایی به شرط انکه در یک درصد ماده غذایی تجاوز ننماید تائید شده است و رنگ سفید درخشانی را به عنوان روکش بیسکوئیت ها و کیک ها ایجاد می کند . در مقیاس نانو این ذرات دیگر سفید نیستند بلکه شفاف می باشند .
دی اکسید سیلیکون که به نام سیلسکا نیز شناخته می شود در مقیاس نانو به عنوان (( پوشش غیر آلی خوراکی )) برای جلوگیری از رسیدن اکسیژن و رطوبت به محصولات غذایی زیر پوشش به کار می رود و بنابراین باعث افزایش مدت ماندگاری انها می شود . این پوشش از چسبیده شدن آبنبا ت های سخت به یکدیگر ، بیات شدن کلوچه ها و وارفتن غلات صحبانه ای در شیر و سایر موارد مشابه جلوگیری می کند . ضخامت پوشش مناسب برای این نوع مواد غذایی 0/5 تا 20 نانومتر است .
5- غذا های دارای انتشار مخصوص در بدن
برای اینکه بدن ما بتواند از انتشار اجزای غذا در ان سود ببرد ، چه جزء ویتامین C حاصل از یک سیب و یا لیکوپن صنایع داخل لیموناد با شد ، ماده مغذی باید به محل خاصی از بدن رفته و وقتی به انجا رسید فعال شود . کنترل و مهندسی انتشار مواد مغذی در بدن یکی از زمینه های تحقیقا تی نانو فناوری است . این مواد غذایی که (( غذا و دارو نامیده می شوند اجزای فعالشان توسط نانو کپسول در بدن توزیع می گردد . زیرا یکی از را ه های حفظ یک جز ء فعال غذایی ، قرار دادن ان در یک پوشش محافظ است . این پوشش را می توان طوری طراحی کرد که با تحریک شدن توسط محرک مناسبی حل شده و ماده فعال داخل ان 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 می باشد . اما روغن ماهی تن در داخل میکرو کپسول قرار داده شده است و بنابراین مصرف کننده طعم روغن ماهی را حس نمی کند و فقط وقتی این روغن به معده رسید و کپسول هضم شد ازاد می شود . چنین فناوری ، در مورد ماست و غذای کودک به کار گرفته شده است .
با استفاده از نانوکپسول از جنس پلیمر خوارکی می توان مزه و بوی ملکو ل های غذا را از تخریب تدریجی حفظ نمود و با این روش مدت زمان ماندگاری محصول را ، افزایش داد .
6- روکش کردن انزیم ها
یکی از دغدغه های شرکت های صنایع غذایی جهان ، نگهداری غذا و مصون نگهداشتن ان از اسیب انزیم ها است . اگر بتوان به روشی انزیم ها را از محیط غذایی دور کرد فرایند فساد مواد غذایی به تاخیر می افتد . با استفاده از نانو فناوری می توان با روکش کردن انزیم ها ، انها را از محیط فعالیت دور کرده ، مانع از اثر انها شد . یکی از این روش ها ، روکش کردن انزیم توسط یک ساختار پلیمری است . در این روش یک شبکه نانوکامپوزیتی را با فرایند پلیمریزاسیون در اطراف هر ملکول انزیم ایجاد می کنند ، تا از تخریب ان جلوگیری شود . این نانو ذرات حاوی انزیم ، در دمایی حدود 8 درجه سانتیگراد تا 5 ماه عمر می کنند . روکش کردن انزیم در صنایع غذایی ، یکی از فرایند های مهم برای حفظ کیفیت و بهبود نگهداری مواد غذایی است .
امروز یک مقاله که البته به زبان انگلیسی است و در مورد نانو تکنولوژی در صنایع غذایی بحث میکنه رو با فرمت pdf جهت دانلود برای دانشجویان صنایع غذایی با لینک مستقیم گذاشتم.
امیدوارم به دردتون بخوره..
لینک دانلود:
http://members.ift.org/NR/rdonlyres/FA6CF1C9-5E70-4A0C-9300-6A8D450A7D06/0/ednanotech.pdf
|
امروزه بسیاری از کشورهای جهان به توانایی فناورینانو در صنایع غذایی پی بردهاندو در حال سرمایهگذاری قابلتوجهی در این راه هستند. مؤسسه استاندارد موادغذایی انگلستان (FSA) تحقیقاتی برای دستیابی به توانایی استفاده از فناورینانو در غذا و مشخصاً بستهبندی موادغذایی ترتیب دادهاست. همزمان دولت این کشور نیز بودجه بیشتری برای تحقیق و توسعه در زمینه غذاهای کاربردی، سیستمهای رسانش موادغذایی و شیوههای بهینهسازی ظاهر غذا مانند رنگ، مزه و غلظت در نظرگرفته است. |
در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، ما هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو نیستند . به طور کلی این فناوری عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانو است. یک نانومتر، یک میلیاردم متر است. از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا کرد. یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است. در نوع اول، ساختارهای نانو با کمک ابزار و تجهیزات دقیق از خرد کردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند. در طراحی و ساخت از پایین به بالا که عموما آن را فناوری مولکولی نیز می نامند، تولید ساختارها، اتم به اتم و یا مولکول به مولکول تولید و صورت می گیرند. به عقیده مدیر اجرایی موسسه نانوتکنولوژی انگلستان، فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه کردن است و به این طریق تولید مواد، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود. درحقیقت فناوری نانو به ما امکان ساخت طراحی موادی را می دهند که کاملا دارای خواص و اختصاصات جدید هستند. این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود . تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .
· نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد.
کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قراردهد .
نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .
s· انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.
