Pasteur revolucionó la industria alimentaria con la invención del proceso de pasteurización, que redujo la producción y el procesamiento de alimentos al nivel de micras.

Cuando Watson y Crick descubrieron el ácido desoxirribonucleico (ADN) y concibieron el modelo de estructura del ADN a nivel de 2,5nm, redujeron la perspectiva de la investigación humana al nivel nanométrico y abrieron la puerta al mundo nanométrico de la biotecnología, la agricultura y la producción de alimentos, y la industria alimentaria completó la segunda revolución, y el verdadero símbolo de la llegada de la era nanométrica de la industria alimentaria es el nanotubo de carbono-buckyball fullereno. El verdadero símbolo de la llegada de la era nanométrica de la industria alimentaria es el descubrimiento de los nanotubos de carbono - Buckyball fullereno (C60), que amplían el nivel de la producción alimentaria al nivel de 1 nanómetro.

Conceptos relacionados con la nanotecnología

De origen natural, síntesis de ingeniería o generado accidentalmente, en forma de estado de unión, estado de agregación o forma de apéndice, y la forma de tamaño unidimensional o multidimensional de 1nm ~ 100nm dentro de la sustancia se llama nanopartículas, siempre y cuando la composición interna o la superficie que contiene nanopartículas de la sustancia que es nanomateriales; al mismo tiempo, el tamaño unidimensional o multidimensional de 1 nm o menos en fullereno (C60), nanofibras, nanotubos de carbono de pared simple y copos de grafeno también son nanomateriales especiales.

La nanotecnología es la ciencia y la tecnología basadas en el estudio de las propiedades y fenómenos físicos, químicos y biológicos especiales de los nanomateriales, y el uso de las propiedades especiales de las nanopartículas para rediseñar, modificar o ensamblar nanopartículas en nuevos tipos de materiales, dispositivos o sistemas, etc. En resumen, la "nanotecnología" es la ciencia y la tecnología del mundo.

En una palabra, "nano" no sólo se limita a la medición de la escala espacial, sino que también proporciona una nueva forma de pensar a los seres humanos para explorar lo desconocido en la ciencia, lo que permite a los seres humanos satisfacer las necesidades de un nivel superior de acuerdo con su propia voluntad desde el nivel más microscópico del mundo objetivo, con el fin de mejorar el bienestar de la sociedad humana.

En cuanto a los nanoalimentos, actualmente no existe una definición precisa en el ámbito internacional. Según los conceptos de nanomateriales y nanotecnología, se puede considerar que son nanoalimentos los productos alimentarios formulados por nanotecnología a partir de materias primas naturales, sintéticas o biogénicas, comestibles para el ser humano y acordes con las necesidades de salud y nutricionales y dietéticas del organismo humano. Desde una perspectiva amplia, siempre que los nanomateriales o la nanotecnología intervengan en todo el proceso de preproducción (producción agrícola), producción y transformación, envasado, almacenamiento y transporte, los alimentos producidos pueden denominarse nanoalimentos.

Dado que los conocimientos científicos existentes no pueden evaluarse por completo sobre la aplicación de la nanotecnología en el campo de la alimentación, si bien la nanoalimentación contribuye al desarrollo de la sociedad, también plantea ciertos riesgos para la salud humana, el entorno biológico y el orden social y ético de la sociedad, lo que en cierta medida ha aumentado el calor de la investigación sobre la nanoalimentación.

Aplicaciones alimentarias - Ámbito internacional

Con el desarrollo de la nanotecnología, su ámbito de aplicación abarca 1805 tipos de productos en 37 campos de 8 industrias, como electrodomésticos, automóviles, electrónica, alimentación (bebidas), jardinería doméstica, etc.Su aplicación en el campo de la alimentación también es más amplia, en el periodo 2009~2012, hay 186 patentes sobre nanoalimentos, de las cuales 10% están relacionadas con la detección de seguridad alimentaria, 19% están relacionadas con nanoalimentos 10% de las patentes están relacionadas con pruebas de seguridad alimentaria, 19% están relacionadas con aditivos nanoalimentarios, y 47% están relacionadas con materiales de nanoenvasado para alimentos.

Se puede observar que la aplicación de la nanotecnología en el campo de la alimentación se centra principalmente en tres aspectos: aditivos alimentarios, materiales de envasado de alimentos y pruebas de seguridad alimentaria.

Desde la perspectiva de la cadena de producción alimentaria, hay 4 eslabones que implican la producción de nanoalimentos:

En primer lugar, el proceso de pre-producción de alimentos, se refiere principalmente al proceso de producción agrícola, que se utilizará para contener nanomateriales tales como pesticidas, fertilizantes y otros insumos agrícolas, los insumos agrícolas en los productos agrícolas tendrán residuos, y los productos agrícolas comestibles son las materias primas para la producción de alimentos, por lo que el proceso es la fuente de producción de nanoalimentos;

En segundo lugar, el procesado de alimentos, proceso en el que intervienen aditivos nanoalimentarios, equipos y tecnología de nanoproducción;

En tercer lugar, los nanoalimentos, es decir, los alimentos que contienen componentes de nanopartículas o materiales de envasado que contienen componentes de nanopartículas;

En cuarto lugar, la seguridad alimentaria y el proceso de detección, utilizando la nanotecnología para sintetizar sensores especializados para detectar nanocomponentes en los alimentos y la seguridad.

En cuanto a tipos concretos, en la actualidad, en el mercado alimentario, desde la ganadería a los productos acuáticos, desde los huevos y la leche a las verduras, desde los productos frescos a los manufacturados, se pueden ver los correspondientes nanoalimentos.

Por ejemplo, leche con nano-caseína, carne con nano-celulosa, galletas con nano-plata, aceite de oliva con nano-liposomas, y otros productos alimentarios estrechamente relacionados con la vida pública.

Según los datos y la información del sitio web del Project on Emerging Nanotechnology (PEN) de Estados Unidos, en noviembre de 2014 se habían desarrollado hasta 116 tipos de nanoalimentos en todo el mundo, mientras que en 2006 y antes sólo había seis tipos de nanoalimentos en la categoría de nanoalimentos; los nanoalimentos incluyen nanomateriales, principalmente nanopartículas de óxido de zinc, nanodióxido de silicio, nanoplata, nanoro, nanocobre, nanocobalto, nanomagnesio, nanocalcio, nanomateriales de carbono, nanofibras y otros materiales. Además, el origen de estos nanoproductos mostrados en el sitio web de PEN se concentra principalmente en los Estados miembros de la UE, Estados Unidos, Japón y otros países y regiones.

Aplicación - Ámbito doméstico

La aplicación de la nanotecnología en el campo de la ciencia de los alimentos en China se encuentra todavía en la etapa exploratoria, sin embargo, China como un país en el mundo con un desarrollo más rápido de la nanotecnología, ha desarrollado y aplicado el número de productos relacionados con la nano-alimentos mucho más de 7, de la aplicación del desarrollo de la aplicación de la nano-alimentos de China se materializa principalmente en los 3 aspectos:

En primer lugar, el desarrollo y la aplicación de alimentos nanofuncionales.

El desarrollo de alimentos nanofuncionales se centra en dos campos, a saber, el sistema de suministro de nanopartículas (sistema de soporte de alimentos funcionales) y los aditivos nutritivos para alimentos funcionales. El objetivo principal del portador de alimentos funcionales es mejorar la absorción de nutrientes por el cuerpo humano y evitar la oxidación y el deterioro del ácido docosahexaenoico (DHA), las vitaminas y otros nutrientes, y entre las aplicaciones específicas se incluyen las nanomicrocápsulas de lípidos, las nanomicrocápsulas de enzimas y las nanomicrocápsulas de enzimas. Las aplicaciones específicas incluyen nano-microcápsulas de lípidos, nano-microcápsulas de enzimas, nano-microcápsulas de sustancias biológicamente activas, por ejemplo, nano-microcápsulas de carotenoides, nano-microcápsulas de DHA, nano-microcápsulas de amilasa facultativa, etc. La tecnología de incrustación de nanoemulsiones también se aplica al desarrollo de alimentos funcionales.

Sin embargo, en vista de la posible bio-toxicidad de la nanoemulsión, existen algunas limitaciones en la aplicación de esta tecnología; los aditivos nano-nutrientes son un tipo de nano-alimentos que nano-dimensionan los oligoelementos esenciales y otras sustancias, aumentan la absorción directa de los oligoelementos en el intestino, y reducen los efectos secundarios tóxicos que pueden producirse por la interacción de los oligoelementos en el cuerpo humano, por ejemplo, nano-calcio, hierro, zinc, selenio y así sucesivamente, se aplican en los alimentos.

El segundo son los nanomateriales de envasado para alimentos.

En la actualidad, la aplicación nacional de materiales de nano-envasado es principalmente para reducir la absorción de agua, recubrimientos antibacterianos, indicadores de tiempo-temperatura (con el fin de garantizar la frescura y la vida útil de la gama de temperaturas que puede soportar sobre la base de); se centró en materiales de conservación de nano-frescura, materiales nano-bacterianas, materiales nano-barrera en tres áreas; aplicación específica a la conservación de alimentos de materiales de conservación de frescura nano-Ag, materiales de conservación de frescura nano-tiO2, materiales de conservación nano-SiOx, materiales de conservación de tamiz nanomolecular, materiales de conservación de tamiz nanomolecular, materiales de conservación de tamiz nanomolecular. materiales de conservación, materiales de conservación de nano tamiz molecular y otros tipos.

Por ejemplo, las bolsas de nanoenvasado de PE/Ag2O pueden reducir eficazmente la tasa de descomposición de frutas y verduras; la película compuesta de nano TiO2 y quitosano puede evitar la pérdida de CV en el jengibre joven; la cera de nano SiOx para preservar la frescura de la fruta puede reducir la dureza de las manzanas al tiempo que reduce la tasa de pérdida de peso de las manzanas; las nanopartículas de ZnO y diferentes polímeros mezclados con diferentes tipos de materiales nanoantimicrobianos, por ejemplo, la película de ZnO/PVC puede suprimir eficazmente el crecimiento de bacterias como E. coli en los alimentos. coli en los alimentos, prolongando la vida útil de los alimentos frescos; en cuanto a los materiales de nanobarrera, el más utilizado es el nanoplástico de poliéster, que puede hacer que los productos lácteos, la cerveza y otros productos alimentarios mantengan su sabor fresco durante más tiempo.

En tercer lugar, las pruebas de seguridad nanoalimentaria.

Las aplicaciones de la nanodetección se manifiestan principalmente en el desarrollo de biosensores basados en nanomateriales y en la integración de los nanomateriales y la tecnología tradicional de detección de seguridad alimentaria en dos aspectos, que abarcan el ámbito del pretratamiento de muestras, la preparación del sensor, la detección y el análisis de la generación de señales y otros aspectos de la detección de seguridad alimentaria.

Debido a la alta especificidad de los nanobiosensores, existen deficiencias en la detección cuantitativa de la seguridad alimentaria, mientras que su aplicación es limitada. En general, la tecnología de integración de nanomateriales en la detección tradicional de seguridad alimentaria está más extendida; por ejemplo, los nanotubos de carbono, las nanopartículas de oro, los puntos cuánticos, los nanomateriales magnéticos, etc. se utilizan ampliamente en la detección de residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios, microorganismos, nitritos, compuestos fenólicos y metales pesados en la calidad del agua, y alimentos modificados genéticamente.