Pasteur a révolutionné l'industrie alimentaire en inventant le processus de pasteurisation, qui a ramené la production et la transformation des aliments au niveau du micron.

Lorsque Watson et Crick ont découvert l'acide désoxyribonucléique (ADN) et conçu le modèle de structure de l'ADN au niveau de 2,5 nm, ils ont ramené la perspective de la recherche humaine au niveau du nanomètre et ont ouvert la porte au monde nanométrique de la biotechnologie, de l'agriculture et de la production alimentaire, et l'industrie alimentaire a achevé la deuxième révolution, et le véritable symbole de l'arrivée de l'ère nanométrique de l'industrie alimentaire est le nanotube de carbone - fullerène Buckyball. Le véritable symbole de l'entrée de l'industrie alimentaire dans l'ère du nanomètre est la découverte des nanotubes de carbone et du fullerène Buckyball (C60), qui a permis d'étendre le niveau de la production alimentaire à l'échelle du nanomètre.

Concepts liés aux nanotechnologies

Les nanoparticules sont d'origine naturelle, synthétisées par l'ingénierie ou générées accidentellement, sous forme de liaison, d'agrégation ou d'appendice, et de taille unidimensionnelle ou multidimensionnelle de 1nm ~ 100nm dans la substance, tant que la composition interne ou la surface contenant des nanoparticules de la substance sont des nanomatériaux ; parallèlement, la taille unidimensionnelle ou multidimensionnelle de 1 nm ou moins dans le fullerène (C60), les nanofibres, les nanotubes de carbone monoparois et les flocons de graphène sont également des nanomatériaux spéciaux.

La nanotechnologie est la science et la technologie fondées sur l'étude des propriétés et phénomènes physiques, chimiques et biologiques particuliers des nanomatériaux, et sur l'utilisation des propriétés particulières des nanoparticules pour redessiner, modifier ou assembler des nanoparticules en de nouveaux types de matériaux, de dispositifs ou de systèmes, etc. En bref, la "nanotechnologie" est la science et la technologie du monde.

En un mot, "nano" ne se limite pas à la mesure de l'échelle spatiale, mais fournit également une toute nouvelle façon de penser pour les êtres humains afin d'explorer l'inconnu dans la science, ce qui permet aux êtres humains de satisfaire les besoins d'un niveau supérieur selon leur propre volonté à partir du niveau plus microscopique du monde objectif, afin d'améliorer le bien-être de la société humaine.

Quant aux nano-aliments, il n'existe actuellement aucune définition précise dans l'arène internationale. Selon les concepts de nanomatériaux et de nanotechnologies, on peut considérer que les produits alimentaires formulés par les nanotechnologies à partir de matières premières naturelles, synthétiques ou biogènes, comestibles pour les êtres humains et conformes aux besoins du corps humain en matière de santé, de nutrition et de diététique, sont des nano-aliments. D'un point de vue général, tant que des nanomatériaux ou des nanotechnologies interviennent dans l'ensemble du processus de préproduction (production agricole), de production et de transformation, d'emballage, de stockage et de transport, les aliments produits peuvent être appelés "nano-aliments".

Étant donné que les connaissances scientifiques existantes ne peuvent être pleinement évaluées en ce qui concerne l'application des nanotechnologies dans le domaine de l'alimentation, si les nano-aliments contribuent au développement de la société, ils présentent également certains risques pour la santé humaine, l'environnement biologique et l'ordre social et éthique de la société, ce qui, dans une certaine mesure, a accru l'intérêt de la recherche sur les nano-aliments.

Applications alimentaires - Portée internationale

Avec le développement des nanotechnologies, leur champ d'application comprend 1805 types de produits dans 37 domaines de 8 industries, tels que l'électroménager, l'automobile, l'électronique, l'alimentation (boissons), le jardinage, etc.L'application des nanotechnologies dans le domaine de l'alimentation est également plus étendue. Entre 2009 et 2012, 186 brevets ont été déposés sur les nano-aliments, dont 10% sur la détection de la sécurité alimentaire, 19% sur les nano-aliments, 19% sur les nano-additifs alimentaires et 47% sur les nano-emballages pour les aliments.

On constate que l'application des nanotechnologies dans le domaine alimentaire se concentre principalement sur trois aspects : les additifs alimentaires, les matériaux d'emballage alimentaire et les tests de sécurité alimentaire.

Du point de vue de la chaîne de production alimentaire, il existe quatre maillons impliquant la production de nano-aliments :

Premièrement, le processus de préproduction de la production alimentaire se réfère principalement au processus de production agricole, qui sera utilisé pour contenir des nanomatériaux tels que des pesticides, des engrais et d'autres intrants agricoles, les intrants agricoles dans les produits agricoles auront des résidus, et les produits agricoles comestibles sont les matières premières pour la production alimentaire, de sorte que le processus est la source de la production de nano-aliments ;

Deuxièmement, la transformation des aliments implique des additifs alimentaires nanométriques, des équipements et des technologies de nano-production ;

Troisièmement, les nano-aliments, c'est-à-dire les aliments contenant des nanoparticules ou des matériaux d'emballage contenant des nanoparticules ;

Quatrièmement, la sécurité alimentaire et le processus de détection, en utilisant la nanotechnologie pour synthétiser des capteurs spécialisés afin de détecter les nanocomposants dans les aliments et la sécurité.

En termes de types spécifiques, à l'heure actuelle, sur le marché alimentaire, du bétail aux produits aquatiques, des œufs et du lait aux légumes, des produits frais aux produits manufacturés, on peut voir les nano-aliments correspondants.

Par exemple, le lait contenant de la nano-caséine, la viande contenant de la nanocellulose, les biscuits contenant du nanoargent, l'huile d'olive contenant des nano-liposomes et d'autres produits alimentaires étroitement liés à la vie publique.

Selon les données et les informations figurant sur le site web du Project on Emerging Nanotechnology (PEN) aux États-Unis, en novembre 2014, pas moins de 116 types de nano-aliments ont été développés à l'échelle mondiale, alors qu'il n'y avait que six types de nano-aliments dans la catégorie des nano-aliments en 2006 et avant ; les nano-aliments contiennent des nanomatériaux, principalement des nanoparticules d'oxyde de zinc, du nano dioxyde de silicium, du nano argent, du nano or, du nano cuivre, du nano cobalt, du nano magnésium, du nano calcium, des nano matériaux de carbone, des nano fibres et d'autres matériaux. En outre, l'origine des nanoproduits présentés sur le site web de PEN est principalement concentrée dans les États membres de l'UE, aux États-Unis, au Japon et dans d'autres pays et régions.

Application - Champ d'application domestique

L'application des nanotechnologies dans le domaine de la science alimentaire en Chine en est encore au stade exploratoire, mais la Chine, en tant que pays du monde où le développement des nanotechnologies est le plus rapide, a mis au point et appliqué un nombre de produits liés aux nano-aliments bien supérieur à sept, et l'application des nano-aliments en Chine s'articule principalement autour de trois aspects :

Premièrement, le développement et l'application d'aliments nanofonctionnels.

Le développement d'aliments nanofonctionnels se concentre sur deux domaines, à savoir le système d'administration de nanoparticules (système de support alimentaire fonctionnel) et les additifs nutritifs pour les aliments fonctionnels. L'objectif principal du support alimentaire fonctionnel est d'améliorer l'absorption des nutriments par le corps humain et de prévenir l'oxydation et la détérioration de l'acide docosahexaénoïque (DHA), des vitamines et d'autres nutriments, et les applications spécifiques comprennent les nano-microcapsules de lipides, les nano-microcapsules d'enzymes et les nano-microcapsules d'enzymes. Les applications spécifiques comprennent les nanomicrocapsules de lipides, les nanomicrocapsules d'enzymes, les nanomicrocapsules de substances biologiquement actives, par exemple les nanomicrocapsules de caroténoïdes, les nanomicrocapsules de DHA, les nanomicrocapsules d'amylase facultative, etc. La technologie de l'enrobage des nanoémulsions est également appliquée au développement d'aliments fonctionnels.

Toutefois, compte tenu de la bio-toxicité potentielle de la nanoémulsion, l'application de cette technologie est limitée ; les nanoadditifs nutritifs sont une sorte de nano-aliments qui nanisent les oligo-éléments essentiels et d'autres substances, augmentent l'absorption directe des oligo-éléments dans l'intestin et réduisent les effets secondaires toxiques qui peuvent être produits par l'interaction des oligo-éléments dans le corps humain, par exemple, le nano-calcium, le fer, le zinc, le sélénium, etc.

Le second concerne les matériaux de nano-emballage pour les denrées alimentaires.

À l'heure actuelle, l'application nationale des nanomatériaux d'emballage vise principalement à réduire l'absorption d'eau, les revêtements antibactériens, les indicateurs temps-température (afin de garantir la fraîcheur et la durée de conservation de la gamme de températures pouvant être supportées) ; l'accent est mis sur les nanomatériaux de préservation de la fraîcheur, les nanomatériaux antibactériens et les nanomatériaux de barrière dans trois domaines ; application spécifique à la conservation des aliments des matériaux de préservation de la fraîcheur nano-Ag, des matériaux de préservation de la fraîcheur nano-tiO2, des matériaux de préservation nano-SiOx, des matériaux de préservation par tamis nano-moléculaire, des matériaux de préservation par tamis nano-moléculaire, des matériaux de préservation par tamis nano-moléculaire. Les matériaux de préservation de la fraîcheur sont des matériaux de préservation de la fraîcheur, des matériaux de préservation du tamis nanomoléculaire et d'autres types.

Par exemple, les sacs de nano-emballage PE/Ag2O peuvent réduire efficacement le taux de décomposition des fruits et légumes ; le film composite de chitosane nano TiO2 peut empêcher la perte de VC dans le jeune gingembre ; la cire de fruits pour la préservation de la fraîcheur nano SiOx peut réduire la dureté des pommes tout en réduisant le taux de perte de poids des pommes ; les nanoparticules de ZnO et différents polymères mélangés à différents types de matériaux nano-antimicrobiens, par exemple, le film ZnO/PVC peut supprimer efficacement la croissance de bactéries telles que l'E. coli dans les aliments, prolongeant ainsi la durée de conservation des aliments frais ; en termes de nanomatériaux de barrière, le plus utilisé est le polyester nanoplastique, qui peut permettre aux produits laitiers, à la bière et à d'autres produits alimentaires de conserver leur goût frais pendant une période de temps plus longue.

Troisièmement, les tests de nanosécurité alimentaire.

Les applications de nanodétection se manifestent principalement dans le développement de biocapteurs basés sur des nanomatériaux et dans l'intégration des nanomatériaux et de la technologie traditionnelle de détection de la sécurité alimentaire sous deux aspects, couvrant la portée du prétraitement de l'échantillon, la préparation du capteur, la détection et l'analyse de la génération de signaux et d'autres aspects de la détection de la sécurité alimentaire.

En raison de la spécificité élevée des nanobiocapteurs, la détection quantitative de la sécurité alimentaire présente des lacunes et les applications sont limitées. Par exemple, les nanotubes de carbone, les nanoparticules d'or, les points quantiques, les nanomatériaux magnétiques, etc. sont largement utilisés dans la détection des résidus de pesticides et de médicaments vétérinaires, des micro-organismes, des nitrites, des composés phénoliques et des métaux lourds dans la qualité de l'eau, ainsi que des aliments génétiquement modifiés.