Hvordan går det med forskningen i anvendelse af nanofødevarer?

Da Pasteur opfandt pasteuriseringsprocessen, bragte han præcisionen i fødevareproduktionen ned på mikroniveau og gennemførte den første revolution i fødevareindustrien.
Da Watson og Crick opdagede deoxyribonukleinsyre (DNA) og udtænkte en DNA-strukturmodel på 2,5 nm-niveau, reducerede de det menneskelige perspektiv til nanometerniveau og åbnede døren til nanoverdenen inden for bioteknologi, landbrug og fødevareproduktion. Fødevareindustrien gennemførte derefter den anden revolution, og det virkelige tegn på ankomsten af nanoalderen i fødevareindustrien var opdagelsen af kulstofnanorør-buckyball-fulleren (C60), som udvidede niveauet for fødevareproduktion til niveauet 1 nanometer.
Nanokorrelations-konceptet
Naturlig eksistens, teknisk syntese eller utilsigtet generation, i form af bindingstilstand, aggregeringstilstand eller agglomerat, og formen af endimensionel eller flerdimensionel størrelse inden for 1 nm ~ 100 nm af stoffet kaldes nanopartikler, så længe den interne sammensætning eller overfladen af det materiale, der indeholder nanopartikler, er nanomaterialer; Samtidig er fullerener (C60), nanofibre, enkeltvæggede kulstofnanorør og grafenplader med endimensionelle eller flerdimensionelle dimensioner på mindre end 1 nm også særlige nanomaterialer.
Baseret på studiet af nanomaterialers særlige fysiske, kemiske og biologiske egenskaber og fænomener og ved hjælp af nanopartiklers særlige egenskaber er nanoteknologi videnskaben og teknologien til at redesigne, omdanne eller samle nanopartikler til nye materialer, enheder eller systemer.
Kort sagt er "nano" ikke kun begrænset til måling af rumlig skala, det giver en ny måde at tænke på for mennesket at udforske det videnskabelige ukendte, som kan gøre det muligt for mennesker at opfylde behovene på højere niveauer fra den objektive verdens mere mikroskopiske niveau efter deres egen vilje for at øge velfærdsoverskuddet i det menneskelige samfund.
Hvad angår nanofødevarer, har den nuværende internationale forskning endnu ikke fundet en præcis definition. Ifølge begrebet nanomaterialer og nanoteknologi kan man se, at naturlige, syntetiske eller biologiske produkter, der kan spises af mennesker, bruges som råmaterialer, og fødevarer, der fremstilles ved hjælp af nanoteknologi, er nanofødevarer i henhold til menneskers sundhed og ernæringsmæssige kostbehov. Ud fra et bredt perspektiv kan de producerede fødevarer kaldes nanofødevarer, så længe nanomaterialer eller nanoteknologi er involveret i hele processen i forproduktionsleddet (landbrugsproduktionsleddet), produktions- og forarbejdningsleddet, emballering, opbevaring og transportleddet osv.
Fordi den eksisterende videnskabelige viden endnu ikke er i stand til fuldt ud at evaluere anvendelsen af nanoteknologi inden for fødevarer, samtidig med at den bidrager til den sociale udvikling, har nanofødevarer visse risici og skjulte farer for menneskers sundhed, det biologiske miljø, den sociale etiske orden etc., hvilket har øget varmen fra forskning i nanofødevarer til en vis grad.
Fødevareapplikationer - international rækkevidde
Med udviklingen af nanoteknologi omfatter dens anvendelsesområde 1805 slags produkter inden for 37 områder i 8 store industrier såsom husholdningsapparater, biler, elektronik, fødevarer (drikkevarer) og havearbejde. Anvendelsen inden for fødevarer er også mere omfattende, i perioden fra 2009 til 2012 var antallet af patenter på nanofødevarer så mange som 186, 10% af patenterne er relateret til test af fødevaresikkerhed, 19% er relateret til nanofødevaretilsætningsstoffer, 47% er relateret til nanoemballagematerialer til fødevarer.
Det kan ses, at anvendelsen af nanoteknologi inden for fødevarer hovedsageligt er koncentreret om tre aspekter: fødevaretilsætningsstoffer, fødevareemballagematerialer og test af fødevaresikkerhed.
Set fra fødevareproduktionskædens perspektiv er der fire led involveret i produktionen af nanofødevarer:
For det første henviser forprocessen til fødevareproduktion hovedsageligt til landbrugsproduktionsprocessen, som vil bruge pesticider, gødning og andre landbrugsinput, der indeholder nanomaterialer, landbrugsinput vil have rester i landbrugsprodukter, og spiselige landbrugsprodukter er råvarer til fødevareproduktion, derfor er processen kilden til nanomaterialer;
Den anden er fødevareforarbejdning, som involverer nanofødevaretilsætningsstoffer, nanoproduktionsudstyr og -teknologi;
For det tredje nanofødevarer, dvs. fødevarer, der indeholder nanopartikelkomponenter eller emballagematerialer, der indeholder nanopartikelkomponenter;
Den fjerde er fødevaresikkerheds- og testprocessen, hvor man bruger nanoteknologi til at fremstille specialiserede sensorer til at opdage nanokomponenter og sikkerhed i fødevarer.
Fra et specifikt synspunkt kan man på nuværende tidspunkt se de tilsvarende nanofødevarer på fødevaremarkedet, fra husdyr til vandprodukter, fra æg og mælk til grøntsager, fra friske produkter til forarbejdede produkter.
For eksempel mælk, der indeholder nano-kasein, nano-cellulosekød, nano-sølvkager, nano-liposomal olivenolie og andre fødevarer, der er tæt knyttet til det offentlige liv.
Ifølge data på hjemmesiden for Project on Emerging Nanotechnology (PEN) i USA var der i november 2014 blevet udviklet 116 nanofoods på verdensplan sammenlignet med kun 6 nanofoods i 2006 og før. Nanomaterialer, der indgår i nanofødevarer, er hovedsageligt nano-zinkoxid, nano-siliciumdioxid, nano-sølv, nano-guld, nano-kobber, nano-kobolt, nano-magnesium, nano-calcium, nano-kulstofmaterialer, nano-fibre og andre materielle materialer. Desuden er oprindelsen af disse nanoprodukter, der vises på PEN's hjemmeside, hovedsageligt koncentreret i EU-medlemsstaterne, USA, Japan og andre lande og regioner.
Anvendelse - indenlandsk omfang
Anvendelsen af nanoteknologi inden for fødevarevidenskab i Kina er stadig i den sonderende fase, men Kina, som et land med den hurtige udvikling af nanoteknologi i verden, har udviklet og anvendt antallet af produkter relateret til nano-fødevarer er langt mere end 7, fra applikationsudviklingssituationen afspejles anvendelsen af nano-fødevarer i Kina hovedsageligt i 3 aspekter:
For det første udvikling og anvendelse af nano-funktionelle fødevarer. Udviklingen af nano-funktionelle fødevarer fokuserer på to hovedområder: nanopartikelleveringssystem (funktionelt fødevarebærersystem) og funktionelle fødevaretilsætningsstoffer. Hovedformålet med funktionelle fødevarebærere er at forbedre optagelsen af næringsstoffer i menneskekroppen og forhindre docosahexaensyre. DHA), vitaminer og andre næringsstoffer oxideres og metamorfiseres, de specifikke anvendelser er lipid nanomikrokapsler, enzym nanomikrokapsler, bioaktive stoffer nanomikrokapsler, såsom carotenoid nanomikrokapsler, DHA nanomikrokapsler, aske-amylase nanomikrokapsler, nanoemulsionsindlejringsteknologi anvendes også i udviklingen af funktionelle fødevarer.
Men på grund af nanoemulsionens potentielle biologiske toksicitet har anvendelsen af denne teknologi nogle begrænsninger. Tilsætningsstoffer til nanoernæring er en slags nanofødevarer, der kan øge tarmens direkte optagelse af sporstoffer og reducere de toksiske bivirkninger af samspillet mellem sporstoffer i menneskekroppen, såsom nano-calcium, jern, zink, selen osv. i fødevarer.
Det andet er nanoemballagematerialer til fødevarer. På nuværende tidspunkt er anvendelsen af indenlandske nanoemballagematerialer hovedsageligt at reducere vandabsorption, antibakterielle belægninger, tids- og temperaturindikatorer (det temperaturområde, der kan tolereres på grundlag af at sikre friskhed og holdbarhed); Koncentrer dig om nano-konserveringsmaterialer, nano-antibakterielle materialer, nano-barrierematerialer 3 aspekter; Specifikt anvendt til konservering af fødevarer er nano Ag-konserveringsmaterialer, nano TiO2-konserveringsmaterialer, nano SiOx-konserveringsmaterialer, nano-molekylære sigtekonserveringsmaterialer og andre typer.
For eksempel kan PE/Ag2O-nanoemballageposer effektivt reducere råddenskaben i frugt og grøntsager; Nano TiO2-chitosan-kompositmembran kan forhindre tab af VC i ung ingefær. Nano SiOx friskholdig frugtvoks kan reducere hårdheden af æbler og reducere vægttabet af æbler. Efter blanding af ZnO-nanopartikler med forskellige polymerer opnås forskellige typer af nano-antibakterielle materialer. For eksempel kan ZnO/PVC-film effektivt hæmme væksten af bakterier som Escherichia coli i fødevarer og forlænge holdbarheden af friske fødevarer. Med hensyn til nanobarrierematerialer anvendes polyester-nanoplast i vid udstrækning, hvilket kan få mejeriprodukter, øl og andre fødevarer til at bevare den friske smag i lang tid.
Den tredje er nanodetektion af fødevaresikkerhed. Anvendelsen af nanodetektion manifesterer sig primært i udviklingen af biosensorer baseret på nanomaterialer og integrationen af nanomaterialer med traditionel teknologi til detektion af fødevaresikkerhed, der dækker alle aspekter af detektion af fødevaresikkerhed, såsom forbehandling af prøver, forberedelse af sensorer, detektion og generering af analysesignaler.
På grund af nanobiosensorernes stærke specificitet er der mangler i den kvantitative påvisning af fødevaresikkerhed, og anvendelsen er begrænset. Generelt anvendes teknologien til fusion af nanomaterialer i traditionel fødevaresikkerhedstest i vid udstrækning, for eksempel anvendes kulstofnanorør, guldnanopartikler, kvanteprikker, magnetiske nanomaterialer osv. i vid udstrækning til påvisning af landbrugs- og veterinærlægemiddelrester, mikroorganismer, nitritter, phenolforbindelser og tungmetaller i vandkvalitet og genetisk modificerede fødevarer.