آذران پلاسمید

فناوري نانو پتانسيل ايجاد تغييرات اساسي در صنايع غذايي و نوشيدني را با ابزارهاي جديد براي درمان مولكولي و شناخت سريع بيماري­ ها، اصلاح توانايي گياه براي جذب مغذي­ ها و... دارد.

 

مهم ‌ترين پتانسيل­ هاي كاربرد نانو در غذا شامل موارد زير است:

·         غذاهايي با امكان تغيير رنگ، مزه يا مواد مغذي مطابق درخواست مشتري يا نيازهاي سلامت

·         فيلترهايي براي زدودن سموم

·         بهبود طعم به‌ وسيله ‌ي عبور از مولكول­ هاي خاص برپايه شكل مخصوص مواد به جاي اندازه آنها

·         بسته ­بندي ‌شناسايي ­كننده فساد غذايي و هشدار به مشتريان با تغيير رنگ

 

حوزه ­هاي كاربردي فناوري نانو در غذا و نوشيدني­ ها كه هم ­اكنون تحت تحقيق است شامل موارد زير است:

·         اصلاح رسانش مواد غذايي دارويي و تركيبات فعال زيستي در غذاهاي دارويي براي بهبود سلامت انسان ­ها

·         بهبود طعم‌، نسوج و رسانش تركيبات دارويي فعال زيستي

·         بهبود حلاليت

·         رهايش كنترل شده و اصلاح رنگ محصولات

·         اصلاح دسترس­ پذيري زيستي

·         محافظت از پايداري ريزمغذي­ ها و تركيبات  فعال زيستي طي فرآيند، انبار و توزيع

از مهم‌ترين فناوري­هاي كليدي در حوزه نانو براي غذا و نوشيدني مي ­توان به نانوذرات، نانوپوشش­ ها، نانوكامپوزيت ­ها، مواد نانومتخلخل و نانو كپسول ­ها اشاره كرد.

بازار جهاني فناوري نانو در صنعت غذا و نوشيدني در سال 2007 بالغ بر 105 ميليون دلار بود، كه عمدتاً در بخش بسته­بندي جريان داشت. انتظار مي­رود بازار توليدات و فرآيندهاي برپايه نانو، ارزشي بالغ بر 135/2 ميليارد دلار در سال 2015 داشته باشند.

 

 انتظار مي­رود كه 29% فعاليت­هاي صورت گرفته در صنعت غذا و نوشيدني از فرآوري تا توليد نهايي، در سال 2015 از گونه­اي فناوري مرتبط با نانو استفاده نمايد. شروع كاربردهاي برپايه فناوري نانو از سال 2012 با كاهش هزينه­هاي مواد بسته­بندي تأثير خود را مي­گذارد.

 

در جدول زير شركت‌هاي فعال در حوزه صنايع غذايي و نوشيدني مرتبط با فناوري نانو در چهار دسته «توليدات كشاورزي»، «بسته­بندي»، «فرآوري و ايمني» و «رسانش طعم و مواد مغذي» دسته­بندي شده­اند.

شركت­هاي فعال در حوزه صنايع غذايي و نوشيدني مرتبط با فناوري نانو
نام شركت	توليدات كشاورزي	بسته­بندي	فرآوري و ايمني	رسانش طعم و مواد مغذي
AC Serendip Ltd.				×
Advanced Nanotechnologies		×
AgroMicron Ltd.			×
Ambri Pty Ltd			×
Aquamarijn			×
Aquanova				×
Bayer		×		×
Biodelivery Sciences				×
Buhler AG		×
Chengdu Somo Nano-biology Co, Ltd			×
China Beijing Petna Nanotech Co., Ltd			×
Cornelius Group		×
Crown Bio Technology Ltd		×
DGTec		×
Heinz
Honeywell		×
InMat		×
Iota Nanosolutions Limited		×
Kodak		×
Kraft			×	×
Landek Corporation	×
Leatherhead Food International Ltd			×
Nanocor		×
Nanomi				×
Nanosciences Inc		×
Nanova		×
NGimat		×
Nestle			×	×
Nutralease				×
PChem Associates		×
Proctor & Gamble		×		×
Protista International AB			×
Surface Innovations Ltd		×
Unilever		×	×	×

 مروري بر فراورده­ها و فناوري­هاي در حال توسعه در حوزه­هاي كاربردي غذا و نوشيدني

شناسايي پاتوژن­ها در غذا و نوشيدني­ها: شركت AgroMicron يك اسپري نانوبيولومينسنس[1]  را توسعه داده است كه مي­تواند براي ‌شناسايي طيف وسيعي از پاتوژن­ها استفاده شود.

جداسازي و فيلتر كردن: كمپاني Aquamarijn فناوري پيشرفته نانوفيلتراسيون را براي‌ شناسايي سريع ميكروارگانيزم­ها در غذا و نوشيدني توسعه داده است. اين فيلترها با استفاده از مواد برپايه سيليكون يا پليمر ساخته مي­شوند.

بيوسنسورهاي نانوسيم: شركت Nanosens سيستم­هاي حسگر قابل حملي براي‌شناسايي سريع گونه­هاي بيولوژيك و شيميايي ساخته است.

نانوفيبرهاي اكسيد آلومينيوم/كامپوزيت­هاي شيشه­اي براي‌ شناسايي سريع و محاسبه غلظت ويروس­هاي به‌وجود آمده در غذا: شركت Leatherhead Food International در اين حوزه فعاليت مي­كند.

جداسازي زيستي نانوذرات: شركت Protista در حال توسعه ژل­هاي سوپرماكرومتخلخل براي كمك به جداسازي نانوذرات (به طور مثال ويروس­ها و organelles) است. اين فناوري در فرآوري غذا كاربرد دارد.

به غير از موارد فوق، گروه­هاي تحقيقاتي مختلفي در سراسر دنيا در حال انجام تحقيقات براي توسعه فناوري­هايي در اين زمينه هستند كه از فعاليت­هاي آنها مي­توان به موارد زير اشاره كرد: مواد نانومتخلخل براي جداسازي‌ زيستي، فرآيندهايي براي پراكنده كردن نانوذرات در يك واسط مايع براي توليدات غذايي و مصرفي، سنسورهاي زيستي در مقياس نانو براي ‌شناسايي پاتوژن­ها و تشخيص، تجهيزات مبتني بر لايه نازك اكسيد روي، نانولوله­هاي كربني، سيستم­هاي ميكروالكترومكانيكي بر پايه Si، سيستم­هاي Nafion/Zirconium sol-gel، نانوفيبرهاي پاك­كننده براي تشخيص و زدودن پاتوژن­ها، ابزاري براي ذخيره­سازي كنترل شده، فرآوري و رهايش طعم­ها، نظارت بر غلظت آلودگي­ها براي كنترل كيفيت، سنسورهاي وابسته به زمان براي غذا، سطوح خودتميزشونده، پليمرهاي نسوز، ابزار چسباننده، سنسورهاي وابسته به زمان براي مواد غذايي، برچسب­هاي ‌شناسايي‌كننده حاوي مواد هوشمند براي اندازه­گيري ميزان آنتي‌اكسيدان در مواد غذايي، زبان الكترونيك براي اندازه­گيري طعم­ها، بيني الكترونيك، جداره­هايي براي تنظيم بو و مزه در محصولات غذايي، آناليز غذا و نانوحسگرها، حسگرهايي براي كيفيت و ايمني غذا و....

 تأمين­كنندگان فناوري در بخش بسته­بندي در صنعت غذا و نوشيدني

استفاده از نانومواد براي بسته­بندي نوشيدني­ها: گروه Cornelius نانوذرات اكسيد روي را با نام NanoZ با خاصيت ضد نور ماوراء بنفش براي Advanced Nanotechnology توليد نموده است.

باركدگذاري با نقاط كوانتومي براي بسته­بندي محصولات: اين فناوري به‌وسيله‌ي Ingenia Technology Limited به نام Laser Surface Authentication system (LSA) توسعه داده شده است.

شناساگرهاي نانومقياس تازگي: شركت Crown Bio Technology در توليد اين‌شناساگرها فعاليت مي­كند.

بسته­­بندي هوشمند و فعال براي حفظ تازگي و ممانعت از گاز: شركت Sun Chemical در بخش تحقيقات پوشش خود در آزمايشگاه­هاي تحقيقاتي اروپا اقدام به توسعه اين بسته­بندي نموده است.

لايه­هاي فعال در برابر نور براي ذخيره­سازي غذا: شركت CVD Technologies در اين حوزه فعاليت مي­كند.

نانوكامپوزيت­هاي PET براي طولاني­تر كردن زمان ماندگاري: اين نانوكامپوزيت به‌وسيله‌ي شركت Nanova ساخته شده است.

نانوسيليكات­هاي پراكنده در بسته­بندي غذا: شركت Nanolok پوشش­هاي پليمري محافظ در برابر گاز براي استفاده در بسته­بندي توليد مي­كند.

پوشش­هاي محافظ در برابر گاز اكسيژن و دي­اكسيدكربن براي طيفي از پليمرها: اين پوشش­ها براي PET و PET/polyolefin كاربرد دارد. اين پوشش­ها به‌وسيله‌ي NGimat توليد و به‌وسيله‌ي فرآيند اختصاصي Nanomiser اين شركت بر روي پليمر هدف مي­نشيند.

پوشش­هاي پلاستيكي ضد باكتري براي بسته­بندي غذا: شركت PChem Associates در حال توسعه اين پوشش­ها با استفاده از نانوذرات نقره است.

سيستم­هاي پوشش نانومقياس براي محافظت گازها: شركت Nano Scale Surface Systems در حال توسعه اين پوشش حاوي SiOx براي داخل بطري­هاي پلاستيكي است تا مقاومت آنها را در برابر اكسيژن و بخار آب بهبود دهد.

مواد محافظ انعطاف­پذير: شركت ConverTec مواد محافظ انعطاف­پذيري را براي بسته­بندي غذا و دارو توسعه داده است.

نانوباركدها: با استفاده از جوهرهاي هوشمند، امكان دريافت اطلاعات دماي بسته­بندي (جوهرهاي ترموكروميك) يا اتمسفر بسته­بندي فراهم مي­شود. همچنين امكان كاربري­هاي ضد جعل و امنيت برند نيز از ديگر قابليت­هاي اين فناوري است. شركت Nanoplex فناوري نانوباركدها را توسعه داده است. اين باركدها به شكل ميله و با استفاده از فلزات مختلف ساخته مي­شوند. تركيب مختلف فلزات باعث ايجاد كدهاي مفتلف و فراواني مي­شود.

شناساگرهاي نانويي اكسيژن: شركت DGTec در حال توسعه و توليد پركننده­هاي بهبوديافته از لحاظ ساختاري برپايه سراميك­هاي نانوساختار است. از خصوصيات اين مواد مي­توان به بهبود مقاومت مكانيكي، رنگدانه­هاي مغناطيسي براي رديابي و خواندن اطلاعات و رنگدانه­هاي نوراني براي رديابي و خاصيت دكوري بودن اشاره كرد. اين مواد در نانوباركدها هم كاربرد دارند. بدين ترتيب اين شركت بسته­بندي NoReplicaSystems را براي جلوگيري از جعل توليد نموده است.

به غير از موارد فوق، گروه­هاي تحقيقاتي مختلفي در سراسر دنيا در حال انجام تحقيقات براي توسعه فناوري­هايي در اين زمينه هستند كه از فعاليت­هاي آنها مي­توان به موارد زير اشاره كرد: نانولوله­هاي كربني براي انواع جديدي از بسته­بندي با كاربردهاي بهبود يافته، نانوكامپوزيت پلي­اتيلن ترفتالات براي بسته­بندي ضد عبور گاز، لايه­هاي قابل تنفس براي بسته­بندي غذا، برچسب­هاي RFID، نانوباركدها، مواد محافظ كاربردي، بسته­بندي جاذب اكسيژن، پليمرهاي يك­لايه‌اي و فوم­هاي مكانيكي قابل نصب، نانورس­ها براي بسته­بندي، لايه­هاي نازك براي بسته­بندي غذا، هيبريدهاي نانويي در بسته­بندي، لايه­هاي نازك در بسته­بندي، بسته­بندي­هاي محافظ، نانوكامپوزيت­هاي بر پايه پليمرهاي زيستي در بسته­بندي، سنسورها براي اندازه­گيري تازگي، عبوردهنده انتخابي گاز و...

 تأمين­كنندگان فناوري در بخش رسانش و رهايش هدفمند در صنعت غذا و نوشيدني

رهايش كنترل شده طعم­ها: شركت Glycologic Limited با استفاده از سيستم APS خود مولكول­هاي فعال را كپسوله مي­نمايد. اين مواد كپسوله شده در يك فرآيند كنترل شده با واكنش آنزيمي يا شيميايي رها مي­شوند.

مواد هوشمند براي كپسوله كردن: شركت Vivamer با همكاري يك شركت فرمولاسيون كه IP مواد هوشمند براي كپسوله كردن را دارد، مشغول توليد ساختارهايي است كه بسته به شرايط محيطي موادي را رها مي­نمايد.

نانوحامل­ها براي غذا: شركت Aquanova فناوري نويني را توسعه داده كه مواد فعال براي كاهش چربي و ايجاد حس سيري را در يك نانوحامل ميسلي به نام NovaSOL قرار مي­دهد. اين فناوري همچنين براي حمل ويتأمين E (SoluE) و C (SoluC) مورد استفاده قرار گرفته است.

مواد Nanocochleates براي رسانش مواد مغذي: شركت Biodelivery Sciences International در حال توسعه فناوري nanocochleates است كه قابليت رسانش مواد مغذي مانند ويتأمين­ها، ليكوپن­ها و اسيدهاي چرب امگا را بدون تأثير بر رنگ و طعم غذا دارد.

رهايش كنترل شده: شركت RBC Life Sciences در حال حاضر محصولات زير را توليد مي­نمايد:

·         محصول Nanoceuticals Artichoke Nanoclusters: كاهش تنش سطحي غذا و مكمل­ها براي افزايش جذب

·         محصول Nanoceuticals Hydracel: كاهش تنش سطحي آب نوشيدني و افزايش خصوصيات حلاليت

·         محصول Nanoceuticals Slim Shake Chocolate: سيستم رسانش نانوكلاستر براي فراهم آوردن طعم بهبوديافته در خوشه­هاي كاكائو

·         محصول Nanoceuticals Spirulina Nanoclusters: سيستم رسانش نانوكلاستر براي توليد غذا

·         محصول Nanoceuticals Silver 22: نقره كلوئيدي معلق شده در آب خالص

·         محصول Nanoceuticals Microhydrin and Microhydrin Plus: سيليكات معدني نانوكلوئيدي براي خنثي كردن راديكال­هاي آزاد

نانوامولسيون­ها براي كاهش چربي: شركت Nanomi ابزاري را توسعه داده كه مي­تواند قطرات بسيار ريزي از سيال را به صورت متوالي توليد نمايد. با عبور دادن چربي از يك فيلتر، ميله­هاي چربي توليد مي­شود. با فشار آب قسمت بالايي ميله­ها قطع شده و ذرات ريز توليد مي­شوند. با اين فناوري پتنت شده اين شركت قادر به كنترل شكل و تركيب ذرات است.

نانوامولسيون­ها: شركت AC Serendip Ltd نانوامولسيون­هايي براي شير، مايونز، سس­ها و سوپ­ها توليد مي­نمايد. فناوري اين شركت بر پايه امولسيون در فشار بالا و فيلترهاي امولسيون‌كننده است كه منتج به ذرات ريزتر، انتقال سريع AI يا كنترل مستقيم اندازه ذرات مي­شود.

رهايش كنترل شده: فناوري NutraLease يك سيستم رسانش براي غذا و نوشيدني­ها است. اين فناوري بر پايه سيالات خودتشكيل شونده نانوساختار است. كاربردهاي اين فناوري در صنعت نوشيدني به قرار زير است:

رهايش ويتأمين­هاي E، D، A، K و Isoflavones، روغن OmegaCran، CoQ10، carotenoids و روغن­هاي ضروري، طراحي شده مخصوص نوشيدني­هاي زلال و بهبود دسترسي زيستي

به غير از موارد فوق، گروه­هاي تحقيقاتي مختلفي در سراسر دنيا در حال انجام تحقيقات براي توسعه فناوري­هايي در اين زمينه هستند كه از فعاليت­هاي آنها مي­توان به موارد زير اشاره كرد: مواد هوشمند براي كپسوله كردن، رهايش كنترل شده از مواد لايه­اي، ميكروسيالات براي رهايش حباب، نانوكپسوله كردن برپايه پليمرهاي طبيعي و اصلاح شده، ژل­هاي Supramolecular براي فرمولاسيون و رسانش مواد مغذي دارويي، رسانش اجزاء فعال زيستي با نانوكپسوله كردن و....