نقش فناوری ‌نانو در توليد مواد غذايی

يكي از مهمترين بخش هاي صنعت كشورها صنعت غذايي است كه ارتباط تنگاتنگي با امنيت غذايي افراد جامعه دارد. افزايش جمعيت به همراه گسترش شهرنشيني وافزايش سطح درآمد سرانه نياز به غذاهاي فرايندي را روز به روز افزايش داده است. از اين رو استفاده از فن آوریهاي نوين از جمله فناورینانو در اين صنعت بسيار مورد توجه محافل علمي وصنعتي جهان قرار گرفته است .
حوزه هاي مختلف كاربردي فناورينانو در غذا و صنايع غذايي را مي توان به شش دستة زير تقسيم بندي نمود (شکل 1):
• نگهداري غذا
• بهبود طعم و رنگ
• سلامت غذا
• بستهبندی
• توليد غذا
• فرآيندهای غذايی

شکل 1. کاربرد فناوری نانو در صنايع غذايی.
در مقاله قبل در مورد کاربرد فناورینانو در بسته بندي مواد غذايي نکاتي را اشاره کرديم. در اين مقاله به بررسي نقش فناورینانو در توليد مواد غذايی میپردازيم.

1. ايجاد غذاهايی با طعمهای جديد
 

براي درمان بسياري از بيماريها مانند بيماري ديابت (قند) بايد از رژيم غذايي خاصي استفاده کرد. از طرف ديگر به علت زندگي صنعتي امروزه، مسئله چاقي نيز به معضلي تبديل شده است که متاسفانه گريبانگير نوجوانان و حتي کودکان شده است! (شکل2). براي حل اين معضل، با استفاده از فناورینانو چند راهکار پيشنهاد ميشود:
• غذايي که فرد را سير کند ولي تأثيري روي وزن نداشته باشد.
• غذاهايي خوش طعم که حاوي موادی جايگزين چربي هستند.
• بهکارگيري نانوذرات براي جلوگيری از جذب و ذخيرهسازي چربي و کالري بهوسيله بدن

شکل2. فناوری نانو میتواند طعمهاو رنگهای غذايی جديدی را ايجاد کند.

2. توليد غذاهای غنی شده
 

برخي از مواد داراي اجزای باارزشی هستند که براي بدن بسيار مهم و ضروری هستند، اما به دلايلی مانند ذائقه و عادت تمايل زيادی به استفاده از آنها وجود ندارد. اگر بتوان کاری کرد که اين مواد ارزشمند را جدا کرد و به صورت مواد افزودني به ديگر غذاها اضافه کرد، می توان مواد غني شده را ساخت. نانوفيلترهايی (براي اطلاعات بيشتر در مورد نانوفيلترها ميتوانيد به اين آدرس مقاله مراجعه کنيد) ساخته شدهاند که مولکولها را بيشتر بر اساس شکل و نه بر حسب اندازه غربال ميكنند، و اين مسئله تفكيك اجزاي خاصي از يک فرآوده، را امكانپذير ميسازد.

3. توليد غذاهای مولکولی
 

پژوهشگران بر اين باور هستند که در آينده مهندسي مولکولی امکان تهيه و رشد مقادير زياد غذا را بدون نياز به خاک، بذر، مزرعه وکشاورز فراهم ميکند و با ورود اين فناوري، گرسنگي از جهان رخت بر خواهد بست. با اين تفکر به جاي کاشت غلات و پرورش گاوها براي بدست آوردن کربوهيدراتها و پروتئين، نانوماشينها، استيک يا آرد مورد نظر ما را از اتمهاي کربن، هيدروژن و اکسيژن موجود در ترکيب آب يا دي اکسيدکربن هوا ميسازند. همچنين نانوبوتهاي موجود در غذا در دستگاه گردش خون به حرکت در مي ايند و آن را از بقاياي چربي و بيماري زاي کشنده پاک ميکنند. توليد مولکولی غذا يکي از اهداف و آرزوهاي فناورينانو است و به نظر ميرسد که چندان به سرعت دست يافتني نباشد. با استفاده غذاهاي مولکولی ميتوان گرسنگي را ريشهکن نمود، محتواي تغذيهاي مواد غذايي را افزايش داد و خطر مواد حساسيتزا را در مواد غذايي حذف کرد.

4. افزودنيهای غذايی در مقياسنانو
 

امروزه افزودنيهای مختلف بر پايه فناورینانو ساخته شدهاند. براي مثال شرکت باسف يک نوع کارتنوئيد در مقياس نانو توليد کرده است. کارتنوئيدها نوعی افزودني غذايي هستند که به غذاها رنگ نارنجي ميدهند و به طور طبيعی در هويج و گوجه فرنگي وجود دارند. بعضي از انواع کارتنويئدها انتياکسيدان ميباشند و در بدن به ويتامين A تبديل ميشوند. شرکت باسف (BASF) اين کاروتنوئيد را در مقياس نانو، به شرکتهای بزرگ توليد کننده غذا و نوشابه در سراسر جهان می فروشد تا در ليمونادها ، آبميوهها و مارگارينها مورد استفاده قرار گيرد .
فرمو لاسيون افزودنیها در مقياس نانو جذب آنها را در بدن راحتتر کرده و زمان نگهداري آنها را افزايش ميدهد. شرکت باسف همچنين کاروتنوئيد صنعتي ديگری به نام ليکوپن به عنوان يک افزودني غذايي توليد کرده است. ليکوپن به طور طبيعي در گوجه فرنگي وجود دارد (شکل3).

شکل3. نانومواد را میتوان به عنوان افزودنی به مواد غذايی افزود.

5. غذاهای دارای انتشار مخصوص در بدن
 

براي اينکه بدن ما بتواند از انتشار اجزای غذا در آن سود ببرد، ماده مغذي بايد به محل خاصي از بدن بروند و در آن محل فعال شوند. کنترل و مهندسي انتشار مواد مغذی در بدن يکي از زمينههاي تحقيقاتي فناورينانو است. اين مواد غذايي که "غذا و دارو" ناميده ميشوند اجزای فعالشان توسط نانوکپسول در بدن توزيع ميگردد . زيرا يکی از راههای حفظ يک جزء فعال غذايی، قرار دادن آن در يک پوشش محافظ است. اين پوشش را میتوان طوری طراحی کرد که با تحريک شدن توسط محرک مناسبی حل شده و ماده فعال داخل ان از طريق پوشش انتشار يابد. به عنوان مثال موسسه غذايی جورج وستون در استراليا نوعی نان به نام نان (( تيپ تاپ اپ )) توليد کرده که حاوی روغنی از اسيد چرب امگا 3 حاصل از ماهی تن میباشد. اما روغن ماهی تن در داخل ميکرو کپسول قرار داده شده است و بنابراين مصرف کننده طعم روغن ماهی را حس نمی کند و فقط وقتی اين روغن به معده رسيد و کپسول هضم شد آزاد میشود. اين فناوری، در مورد ماست و غذای کودک نيز به کار گرفته شده است (شکل4).

شکل4. میتواند از نانوکپسولها برای رساندن غذا استفاده کرد.
با استفاده از نانوکپسولهايی از جنس پليمر خوارکی، میتوان مزه و بوی مولکولهای غذا را حفظ کرد و در نتيجه مدت زمان ماندگاری محصول را افزايش داد.

6. روکش کردن آنزيمها
 

يکي از دغدغههاي شرکتهاي صنايع غذايي جهان، نگهداري غذا و مصون نگهداشتن آن از آسيب آنزيمها است. اگر بتوان به روشي آنزيمها را از محيط غذايي دور کرد، فرايند فساد مواد غذايي به تاخير ميافتد. با استفاده از فناورينانو ميتوان با روکش کردن آنزيمها، آنها را از محيط فعاليت دور کرده و مانع از اثر آنها شد. يکي از اين روشها، روکش کردن آنزيم توسط يک ساختار پليمري است. در اين روش يک شبکه نانوکامپوزيتي را با فرايند پليمريزاسيون در اطراف هر مولکول آنزيم ايجاد ميکنند، تا از تخريب آن جلوگيري شود. اين نانو ذرات حاوي آنزيم، در دمايي حدود 8 درجه سانتيگراد تا 5 ماه عمر ميکنند. روکش کردن آنزيم در صنايع غذايي، يکي از فرايندهاي مهم براي حفظ کيفيت و بهبود نگهداري مواد غذايي است.
- "فناوري نانو و صنايع غذايي" حامد افشاري و بهمن ابراهيمی؛ سايت ستاد ويژه توسعه فناوری نانو: http://www.nano.ir/papers/attach/3114.pdf
- " كاربرد نانوفناوري در صنايع غذايی" دكتر آراسب دباغ مقدم، دكتر غلامحسن اسدي؛ ماهنامه كشاورزي و غذا، ماهنامه كشاورزي، شماره 40، تير 1385
ارسال مقاله توسط کاربر محترم سايت :mohammad_43