Wie weit ist die Forschung im Bereich der Nano-Lebensmittelanwendung gediehen?

Als Pasteur das Verfahren der Pasteurisierung erfand, brachte er die Präzision der Lebensmittelherstellung auf den Mikrometerbereich herunter und vollendete die erste Revolution in der Lebensmittelindustrie.
Als Watson und Crick die Desoxyribonukleinsäure (DNS) entdeckten und ein DNS-Strukturmodell auf der 2,5-nm-Ebene entwarfen, reduzierten sie die menschliche Perspektive auf die Nanometerebene und öffneten die Tür zur Nanowelt der Biotechnologie, Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion. Die Lebensmittelindustrie vollzog dann die zweite Revolution, und das eigentliche Zeichen für die Ankunft des Nanozeitalters in der Lebensmittelindustrie war die Entdeckung des Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Fullerens (C60), das die Lebensmittelproduktion auf die Ebene von 1 Nanometer erweiterte.
Konzept der Nanokorrelation
Natürliche Existenz, technische Synthese oder zufällige Erzeugung in Form von Bindungszustand, Aggregatzustand oder Agglomerat, und die Form der eindimensionalen oder mehrdimensionalen Größe innerhalb von 1nm~100nm der Substanz wird als Nanopartikel bezeichnet, solange die innere Zusammensetzung oder die Oberfläche des Materials, das Nanopartikel enthält, Nanomaterialien sind; Gleichzeitig sind Fullerene (C60), Nanofasern, einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphenblätter mit ein- oder mehrdimensionalen Abmessungen von weniger als 1nm ebenfalls spezielle Nanomaterialien.
Auf der Grundlage der Untersuchung der besonderen physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften und Phänomene von Nanomaterialien und der Nutzung der besonderen Eigenschaften von Nanopartikeln ist die Nanotechnologie die Wissenschaft und Technologie der Umgestaltung, Umwandlung oder des Zusammenbaus von Nanopartikeln zu neuen Materialien, Geräten oder Systemen.
Kurz gesagt, "Nano" beschränkt sich nicht nur auf die Messung des räumlichen Maßstabs, sondern bietet eine neue Denkweise für die Menschen, um das wissenschaftliche Unbekannte zu erforschen, die es den Menschen ermöglichen kann, die Bedürfnisse höherer Ebenen von der Mikroebene der objektiven Welt nach ihrem eigenen Willen zu befriedigen, um so den Wohlstandsüberschuss der menschlichen Gesellschaft zu verbessern.
Was Nano-Lebensmittel betrifft, so hat sich auf internationaler Ebene noch keine genaue Definition herausgebildet. Nach dem Konzept der Nanomaterialien und der Nanotechnologie können natürliche, synthetische oder biologische Produkte, die vom Menschen gegessen werden können, als Rohstoffe verwendet werden, und Lebensmittel, die mit Hilfe der Nanotechnologie zubereitet werden, sind Nano-Lebensmittel, die den menschlichen Gesundheits- und Ernährungsbedürfnissen entsprechen. Wenn Nanomaterialien oder Nanotechnologie in den gesamten Prozess der Vorproduktion (landwirtschaftliche Produktion), der Produktion und Verarbeitung, der Verpackung, der Lagerung und des Transports usw. involviert sind, können die produzierten Lebensmittel als Nano-Lebensmittel bezeichnet werden.
Da die vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse noch nicht in der Lage sind, die Anwendung der Nanotechnologie im Lebensmittelbereich vollständig zu bewerten, während sie gleichzeitig zur gesellschaftlichen Entwicklung beiträgt, birgt die Nanolebensmitteltechnologie gewisse Risiken und versteckte Gefahren für die menschliche Gesundheit, die biologische Umwelt, die soziale Ethik usw., was die Forschung im Bereich der Nanolebensmittel in gewissem Maße anheizt.
Lebensmittelanwendungen - internationaler Geltungsbereich
Mit der Entwicklung der Nanotechnologie umfasst ihr Anwendungsbereich 1805 Arten von Produkten in 37 Bereichen in 8 großen Industrien wie Haushaltsgeräte, Automobile, Elektronik, Lebensmittel (Getränke) und Gartenarbeit. Seine Anwendung im Bereich der Lebensmittel ist auch umfangreicher, im Zeitraum von 2009 bis 2012, die Zahl der Patente auf Nano-Lebensmittel so viele wie 186, 10% der Patente sind im Zusammenhang mit Lebensmittelsicherheit Tests, 19% sind im Zusammenhang mit Nano-Lebensmittel-Zusatzstoffe, 47% sind im Zusammenhang mit Lebensmittel-Nano-Verpackungsmaterialien.
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 vier Glieder, die an der Herstellung von Nano-Lebensmitteln beteiligt sind:
Erstens bezieht sich die Vorverarbeitung der Lebensmittelproduktion hauptsächlich auf den landwirtschaftlichen Produktionsprozess, bei dem Pestizide, Düngemittel und andere landwirtschaftliche Betriebsmittel, die Nanomaterialien enthalten, verwendet werden, landwirtschaftliche Betriebsmittel werden Rückstände in landwirtschaftlichen Produkten haben, und essbare landwirtschaftliche Produkte sind Rohstoffe für die Lebensmittelproduktion, daher ist der Prozess die Quelle von Nanomaterialien;
Der zweite Bereich ist die Lebensmittelverarbeitung, die Nano-Lebensmittelzusatzstoffe, Nano-Produktionsanlagen und -technologien umfasst;
Drittens: Nano-Lebensmittel, d. h. Lebensmittel, die Bestandteile aus Nanopartikeln enthalten, oder Verpackungsmaterialien, die Bestandteile aus Nanopartikeln enthalten;
Der vierte Bereich ist die Lebensmittelsicherheit und -prüfung, wobei die Nanotechnologie zur Synthese spezieller Sensoren eingesetzt wird, um Nanokomponenten und Sicherheit in Lebensmitteln zu erkennen.
Auf dem Lebensmittelmarkt gibt es derzeit 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 Nanokasein, Fleisch mit Nanozellulose, Kekse mit Nanosilber, nano-liposomales Olivenöl und andere Lebensmittel, die eng mit dem öffentlichen Leben verbunden sind.
Nach Angaben auf der Website des Project on Emerging Nanotechnology (PEN) in den Vereinigten Staaten wurden im November 2014 weltweit 116 Nanolebensmittel entwickelt, im Vergleich zu nur 6 Nanolebensmitteln im Jahr 2006 und davor. Bei den in Nanolebensmitteln verwendeten Nanomaterialien handelt es sich hauptsächlich um Nano-Zinkoxid, Nano-Siliziumdioxid, Nano-Silber, Nano-Gold, Nano-Kupfer, Nano-Kobalt, Nano-Magnesium, Nano-Kalzium, Nano-Kohlenstoffmaterialien, Nano-Fasern und andere Materialien. Darüber hinaus stammen die auf der PEN-Website aufgeführten Nanoprodukte hauptsächlich aus 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 mit der rasanten Entwicklung der Nanotechnologie in der Welt, entwickelt hat und die Zahl der Produkte im Zusammenhang mit Nano-Lebensmittel ist weit mehr als 7, von der Anwendung Entwicklungssituation, die Anwendung von Nano-Lebensmittel in China ist vor allem in 3 Aspekte wider:
Erstens, die Entwicklung und Anwendung von funktionellen Nanolebensmitteln. Die Entwicklung von funktionellen Nanolebensmitteln konzentriert sich auf zwei Hauptbereiche: Nanopartikel als Trägersystem (funktionelle Lebensmittel) und funktionelle Nährstoffzusätze. Der Hauptzweck funktioneller Lebensmittelträger besteht darin, die Aufnahme von Nährstoffen durch den menschlichen Körper zu verbessern und die Aufnahme von Docosahexaensäure (DHA), Vitaminen und anderen Nährstoffen zu verhindern. DHA), Vitamine und andere Nährstoffe oxidiert und metamorph, die spezifischen Anwendungen sind Lipid-Nanomikrokapseln, Enzym-Nanomikrokapseln, bioaktive Substanzen Nanomikrokapseln, wie Carotinoid-Nanomikrokapseln, DHA-Nanomikrokapseln, Asche-Amylase-Nanomikrokapseln, Nano-Emulsion Einbettung Technologie ist auch in der Entwicklung von funktionellen Lebensmitteln angewendet.
Aufgrund der potenziellen biologischen Toxizität von Nanoemulsionen ist die Anwendung dieser Technologie jedoch mit einigen Einschränkungen verbunden. Nano-Nahrungszusätze sind eine Art Nano-Lebensmittel, die die direkte Aufnahme von Spurenelementen durch den Darm erhöhen und die toxischen Nebenwirkungen der Interaktion von Spurenelementen im menschlichen Körper, wie z. B. Nano-Calcium, Eisen, Zink, Selen usw., in Lebensmitteln reduzieren können.
Die zweite ist die Lebensmittel-Nano-Verpackungsmaterialien. Derzeit ist die Anwendung der inländischen Nano-Verpackungsmaterialien vor allem auf die Wasseraufnahme, antibakterielle Beschichtungen, Zeit und Temperatur-Indikatoren (der Temperaturbereich, der auf der Grundlage der Gewährleistung der Frische und Haltbarkeit toleriert werden kann) zu reduzieren; Konzentrieren Sie sich auf Nano-Konservierung Materialien, Nano antibakterielle Materialien, Nano-Barriere-Materialien 3 Aspekte; Speziell für die Konservierung von Lebensmitteln angewendet werden Nano Ag Konservierung Materialien, Nano TiO2 Konservierung Materialien, Nano SiOx Konservierung Materialien, Nano-Molekularsieb Konservierung Materialien und andere Arten.
Zum Beispiel können PE/Ag2O-Nano-Verpackungsbeutel die Fäulnisrate von Obst und Gemüse wirksam reduzieren; Nano-TiO2-Chitosan-Verbundmembranen können den Verlust von VC in jungem Ingwer verhindern. Nano-SiOx-Fruchtwachs kann die Härte von Äpfeln reduzieren und den Gewichtsverlust von Äpfeln verringern. Nach dem Mischen von ZnO-Nanopartikeln mit verschiedenen Polymeren erhält man verschiedene Arten von nano-antibakteriellen Materialien. So kann beispielsweise ein ZnO/PVC-Film das Wachstum von Bakterien wie Escherichia coli in Lebensmitteln wirksam hemmen und die Haltbarkeit von frischen Lebensmitteln verlängern. Bei den Nano-Barrierematerialien werden häufig Polyester-Nanokunststoffe verwendet, die dafür sorgen, dass Molkereiprodukte, Bier und andere Lebensmittel lange ihren frischen Geschmack behalten.
Der dritte Bereich ist der Nano-Nachweis der Lebensmittelsicherheit. Die Anwendung der Nanodetektion zeigt sich vor allem in der Entwicklung von Biosensoren auf der Grundlage von Nanomaterialien und der Integration von Nanomaterialien in die herkömmliche Technologie zur Erkennung von Lebensmittelsicherheit, die alle Aspekte der Erkennung von Lebensmittelsicherheit abdeckt, wie z. B. die Vorbehandlung von Proben, die Vorbereitung von Sensoren, die Erkennung und die Erzeugung von Analysesignalen.
Aufgrund der starken Spezifität von Nanobiosensoren gibt es Mängel beim quantitativen Nachweis der Lebensmittelsicherheit, und die Anwendung ist begrenzt. Im Allgemeinen ist die Technologie der Verschmelzung von Nanomaterialien in der traditionellen Lebensmittelsicherheitsprüfung weit verbreitet, z. B. werden Kohlenstoffnanoröhren, Goldnanopartikel, Quantenpunkte, magnetische Nanomaterialien usw. in großem Umfang für den Nachweis von Rückständen von Agrar- und Tierarzneimitteln, Mikroorganismen, Nitriten, phenolischen Verbindungen und Schwermetallen in der Wasserqualität sowie von genetisch veränderten Lebensmitteln verwendet.