Pasteur revolutionierte die Lebensmittelindustrie mit der Erfindung des Pasteurisierungsverfahrens, das die Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln bis auf die Mikroebene reduzierte.

Als Watson und Crick die Desoxyribonukleinsäure (DNS) entdeckten und das DNS-Strukturmodell auf der Ebene von 2,5 nm konzipierten, reduzierten sie die menschliche Forschungsperspektive auf die Nanometerebene und öffneten die Tür zur Nanometerwelt der Biotechnologie, der Landwirtschaft und der Lebensmittelproduktion, und die Lebensmittelindustrie vollendete die zweite Revolution. Das eigentliche Symbol für die Ankunft der Nanometer-Ära der Lebensmittelindustrie ist die Entdeckung des Kohlenstoff-Nanoröhrchens - Buckyball-Fulleren (C60), das die Lebensmittelproduktion auf die Ebene von 1 Nanometer erweitert.

Nano-bezogene Konzepte

Natürlich vorkommende, Engineering-Synthese oder zufällig erzeugt, in Form von Bindungszustand, Aggregation Zustand oder Anhängsel Form, und die Form der eindimensionalen oder mehrdimensionalen Größe von 1nm ~ 100nm innerhalb der Substanz wird als Nanopartikel, solange die interne Zusammensetzung oder die Oberfläche mit Nanopartikeln der Substanz, die Nanomaterialien ist; zur gleichen Zeit, eindimensionale oder mehrdimensionale Größe von 1nm oder weniger in Fulleren (C60), Nanofasern, einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphenflocken sind auch spezielle Nanomaterialien.

Nanotechnologie ist die Wissenschaft und Technologie, die auf der Erforschung der besonderen physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften und Phänomene von Nanomaterialien und der Nutzung der besonderen Eigenschaften von Nanopartikeln beruht, um Nanopartikel neu zu gestalten, zu verändern oder zu neuen Arten von Materialien, Geräten oder Systemen usw. zusammenzusetzen. Kurz gesagt, die "Nanotechnologie" ist die Wissenschaft und Technologie der Welt.

Mit einem Wort, "Nano" ist nicht nur auf die Messung der Raumskala beschränkt, sondern bietet auch eine völlig neue Denkweise für die Menschen, um das Unbekannte in der Wissenschaft zu erforschen, die es den Menschen ermöglicht, die Bedürfnisse einer höheren Ebene nach ihrem eigenen Willen von der mikroskopischeren Ebene der objektiven Welt zu befriedigen, um das Wohl der menschlichen Gesellschaft zu verbessern.

Für den Begriff "Nano-Lebensmittel" gibt es derzeit auf internationaler Ebene keine genaue Definition. Nach den Konzepten der Nanomaterialien und der Nanotechnologie sind Lebensmittel, die mit Hilfe der Nanotechnologie aus natürlichen, synthetischen oder biogenen Rohstoffen hergestellt werden, für den Menschen genießbar sind und den Bedürfnissen des menschlichen Körpers in Bezug auf Gesundheit, Ernährung und Diät entsprechen, Nano-Lebensmittel. Solange Nanomaterialien oder Nanotechnologie in den gesamten Prozess der Vorproduktion (landwirtschaftliche Produktion), der Produktion und Verarbeitung, der Verpackung, der Lagerung und des Transports involviert sind, können die erzeugten Lebensmittel im weitesten Sinne als Nanolebensmittel bezeichnet werden.

Da die vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Anwendung der Nanotechnologie im Lebensmittelbereich nicht vollständig bewertet werden können, tragen die Nanolebensmittel zwar zur Entwicklung der Gesellschaft bei, bergen aber auch gewisse Risiken für die menschliche Gesundheit, die biologische Umwelt und die soziale und ethische Ordnung der Gesellschaft, was in gewissem Maße den Forschungsaufwand für Nanolebensmittel erhöht hat.

Lebensmittelanwendungen - Internationaler Geltungsbereich

Mit der Entwicklung der Nanotechnologie umfasst ihr Anwendungsbereich 1805 Arten von Produkten in 37 Bereichen von 8 Industrien, wie Haushaltsgeräte, Automobile, Elektronik, Lebensmittel (Getränke), Gartenarbeit usw.Im Zeitraum von 2009 bis 2012 gab es 186 Patente für Nano-Lebensmittel. 10% der Patente beziehen sich auf die Erkennung von Lebensmittelsicherheit, 19% auf Nano-Lebensmittel. 10% der Patente beziehen sich auf die Prüfung der Lebensmittelsicherheit, 19% auf Nano-Lebensmittelzusatzstoffe und 47% auf Nano-Verpackungsmaterialien für Lebensmittel.

Es wird deutlich, dass sich die Anwendung der Nanotechnologie im Lebensmittelbereich hauptsächlich auf drei Aspekte konzentriert: Lebensmittelzusatzstoffe, Lebensmittelverpackungsmaterialien und Tests zur Lebensmittelsicherheit.

Aus der Sicht der Lebensmittelproduktionskette gibt es 4 Glieder, die an der Herstellung von Nanolebensmitteln beteiligt sind:

Erstens, die Pre-Production-Prozess der Lebensmittelproduktion, vor allem bezieht sich auf die landwirtschaftliche Produktion, die verwendet werden, um Nanomaterialien wie Pestizide, Düngemittel und andere landwirtschaftliche Inputs, landwirtschaftliche Inputs in der landwirtschaftlichen Produkte haben Rückstände, und essbare landwirtschaftliche Erzeugnisse sind die Rohstoffe für die Lebensmittelproduktion, so dass der Prozess ist die Quelle der Nanofood-Produktion;

Zweitens geht es bei der Lebensmittelverarbeitung um Nano-Lebensmittelzusatzstoffe, Nanoproduktionsanlagen und -technologien;

Drittens: Nano-Lebensmittel, d. h. Lebensmittel, die Bestandteile aus Nanopartikeln enthalten, oder Verpackungsmaterialien, die Bestandteile aus Nanopartikeln enthalten;

Viertens: Lebensmittelsicherheit und -nachweisverfahren, wobei die Nanotechnologie zur Synthese spezieller Sensoren eingesetzt wird, um Nanokomponenten in Lebensmitteln und deren Sicherheit nachzuweisen.

Was die einzelnen Arten betrifft, so gibt es derzeit auf dem Lebensmittelmarkt von Vieh bis zu Wasserprodukten, von Eiern und Milch bis zu Gemüse, von Frischeprodukten bis zu Fertigprodukten die entsprechenden Nano-Lebensmittel.

Zum Beispiel Milch mit Nano-Kasein, Fleisch mit Nano-Zellulose, Kekse mit Nano-Silber, Olivenöl mit Nano-Liposomen und andere Lebensmittel, die eng mit dem öffentlichen Leben verbunden sind.

Den Daten und Informationen auf der Website des Project on Emerging Nanotechnology (PEN) in den Vereinigten Staaten zufolge wurden im November 2014 weltweit 116 Arten von Nanolebensmitteln entwickelt, während es 2006 und davor nur sechs Arten von Nanolebensmitteln in der Kategorie der Nanolebensmittel gab; Bei Nanolebensmitteln handelt es sich um Nanomaterialien, vor allem Zinkoxid-Nanopartikel, Nano-Siliziumdioxid, Nano-Silber, Nano-Gold, Nano-Kupfer, Nano-Kobalt, Nano-Magnesium, Nano-Kalzium, Nano-Kohlenstoffmaterialien, Nano-Fasern und andere Materialien. Die Herkunft der auf der PEN-Website vorgestellten Nanoprodukte liegt hauptsächlich in den EU-Mitgliedstaaten, den Vereinigten Staaten, Japan und anderen Ländern und Regionen.

Anwendung - Innerstaatlicher Geltungsbereich

Die Anwendung der Nanotechnologie im Bereich der Lebensmittel-Wissenschaft in China ist immer noch in der explorativen Phase, aber China als ein Land in der Welt mit schnelleren Entwicklung der Nanotechnologie, entwickelt hat und die Zahl der Produkte im Zusammenhang mit Nano-Lebensmittel weit mehr als 7, von der Anwendung der Entwicklung der Anwendung der chinesischen Nano-Lebensmittel ist vor allem in der 3 Aspekte verkörpert:

Erstens, die Entwicklung und Anwendung von nano-funktionalen Lebensmitteln.

Die Entwicklung von nano-funktionellen Lebensmitteln konzentriert sich auf zwei Bereiche, nämlich auf das System der Verabreichung von Nanopartikeln (funktionelles Lebensmittelträgersystem) und auf Nährstoffzusätze für funktionelle Lebensmittel. Der Hauptzweck funktioneller Lebensmittelträger besteht darin, die Aufnahme von Nährstoffen durch den menschlichen Körper zu verbessern und die Oxidation und den Verfall von Docosahexaensäure (DHA), Vitaminen und anderen Nährstoffen zu verhindern; zu den spezifischen Anwendungen gehören Nano-Mikrokapseln für Lipide, Nano-Mikrokapseln für Enzyme und Nano-Mikrokapseln für Enzyme. Zu den spezifischen Anwendungen gehören Nano-Mikrokapseln für Lipide, Nano-Mikrokapseln für Enzyme, Nano-Mikrokapseln für biologisch aktive Substanzen, z. B. Nano-Mikrokapseln für Carotinoide, Nano-Mikrokapseln für DHA, Nano-Mikrokapseln für fakultative Amylase usw. Die Technologie der Nanoemulsionseinbettung wird auch bei der Entwicklung von funktionellen Lebensmitteln angewandt.

Angesichts der potenziellen Biotoxizität von Nanoemulsionen gibt es jedoch einige Einschränkungen bei der Anwendung dieser Technologie. Nanonährstoffzusätze sind eine Art von Nanonahrungsmitteln, die essentielle Spurenelemente und andere Stoffe in Nanogröße enthalten, die direkte Aufnahme von Spurenelementen im Darm erhöhen und die toxischen Nebenwirkungen reduzieren, die durch die Wechselwirkung von Spurenelementen im menschlichen Körper entstehen können, z. B. werden Nano-Calcium, Eisen, Zink, Selen usw. in Lebensmitteln verwendet.

Der zweite Bereich sind die Nano-Verpackungsmaterialien für Lebensmittel.

Derzeit ist die inländische Anwendung von Nano-Verpackungsmaterialien ist vor allem zur Verringerung der Wasseraufnahme, antibakterielle Beschichtungen, Zeit-Temperatur-Indikatoren (um sicherzustellen, dass die Frische und Haltbarkeit des Temperaturbereichs, die auf der Grundlage von widerstehen kann); konzentrierte sich auf Nano-Frische Erhaltung Materialien, Nano-bakterielle Materialien, Nano-Barriere Materialien in drei Bereichen; spezifische Anwendung auf die Lebensmittelkonservierung von Nano-Ag-Frischekonservierungsmaterialien, Nano-TiO2-Frischekonservierungsmaterialien, Nano-SiOx-Konservierungsmaterialien, Nanomolekularsieb-Konservierungsmaterialien, Nanomolekularsieb-Konservierungsmaterialien, Nanomolekularsieb-Konservierungsmaterialien. Materialien, Nanomolekularsieb-Konservierungsmaterialien und andere Arten.

Zum Beispiel können PE/Ag2O-Nanoverpackungsbeutel die Fäulnisrate von Obst und Gemüse wirksam reduzieren; Nano-TiO2-Chitosan-Verbundfolie kann den Verlust von VC in jungem Ingwer verhindern; Nano-SiOx-Frischhalte-Fruchtwachs kann die Härte von Äpfeln reduzieren und gleichzeitig den Gewichtsverlust von Äpfeln verringern; ZnO-Nanopartikel und verschiedene Polymere gemischt mit verschiedenen Arten von nano-antimikrobiellen Materialien, zum Beispiel kann die ZnO/PVC-Folie das Wachstum von Bakterien wie E. coli in Lebensmitteln wirksam unterdrücken und so die Haltbarkeit von frischen Lebensmitteln verlängern. Bei den Nano-Barrierematerialien werden am häufigsten Polyester-Nanokunststoffe verwendet, die dafür sorgen, dass Milchprodukte, Bier und andere Lebensmittel ihren frischen Geschmack länger behalten.

Drittens: Prüfung der Lebensmittelsicherheit im Nanobereich.

Anwendungen der Nanodetektion finden sich vor allem in der Entwicklung von Biosensoren auf der Grundlage von Nanomaterialien und in der Integration von Nanomaterialien und herkömmlicher Technologie zur Erkennung von Lebensmittelsicherheit in zwei Aspekten, die den Bereich der Probenvorbehandlung, der Sensorvorbereitung, der Erkennung und Analyse der Signalerzeugung und andere Aspekte der Erkennung von Lebensmittelsicherheit abdecken.

Aufgrund der hohen Spezifität von Nanobiosensoren gibt es Defizite bei der quantitativen Erkennung von Lebensmittelsicherheit, während die Anwendung begrenzt ist. Im Allgemeinen wird die Technologie der Integration von Nanomaterialien in den traditionellen Nachweis der Lebensmittelsicherheit stärker genutzt. So werden z. B. Kohlenstoffnanoröhren, Goldnanopartikel, Quantenpunkte, magnetische Nanomaterialien usw. in großem Umfang für den Nachweis von Pestizid- und Tierarzneimittelrückständen, Mikroorganismen, Nitriten, Phenolverbindungen und Schwermetallen in der Wasserqualität sowie gentechnisch veränderten Lebensmitteln verwendet.