Pasteur forradalmasította az élelmiszeripart a pasztőrözési eljárás feltalálásával, amely az élelmiszer-előállítást és -feldolgozást a mikron szintjére csökkentette.

Amikor Watson és Crick felfedezték a dezoxiribonukleinsavat (DNS), és 2,5 nm-es szinten fogalmazták meg a DNS szerkezeti modelljét, az emberi kutatás perspektíváját nanométeres szintre csökkentették, és megnyitották az ajtót a biotechnológia, a mezőgazdaság és az élelmiszertermelés nanométeres világa előtt, az élelmiszeripar pedig befejezte a második forradalmat, és az élelmiszeripar nanométeres korszakának igazi szimbóluma a szén nanocsöves-buckyball fullerén. Az élelmiszeripar nano korszakának igazi szimbóluma a szén nanocsövek - Buckyball fullerén (C60) felfedezése, az élelmiszertermelés szintjének 1 nanométeres szintre való kiterjesztése.

Nano Kapcsolódó fogalmak

A természetben előforduló, mérnöki szintézis vagy véletlenül generált, kötési állapot, aggregációs állapot vagy függelék formájában, és az anyagon belüli egydimenziós vagy többdimenziós 1 nm ~ 100 nm-es méret formájában nanorészecskéknek nevezik, amíg a belső összetétel vagy a felület, amely nanorészecskéket tartalmaz, nanoanyagok; ugyanakkor az egydimenziós vagy többdimenziós, 1 nm-es vagy annál kisebb méretű fullerén (C60), nanoszálak, egyfalú szén nanocsövek és grafénpelyhek is különleges nanoanyagok.

A nanotechnológia a nanoanyagok különleges fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak és jelenségeinek tanulmányozásán alapuló tudomány és technológia, valamint a nanorészecskék különleges tulajdonságainak felhasználása a nanorészecskék újratervezésére, módosítására vagy új típusú anyagok, eszközök vagy rendszerek stb. összeállítására. Röviden, a "nanotechnológia" a világ tudománya és technológiája.

Egyszóval, a "nano" nem csak a térbeli mérésre korlátozódik, hanem egy teljesen új gondolkodásmódot biztosít az embereknek az ismeretlen felfedezésére a tudományban, amely lehetővé teszi az embereknek, hogy az objektív világ mikroszkopikusabb szintjéről saját akaratuk szerint kielégítsék a magasabb szintű igényeket, hogy növeljék az emberi társadalom jólétét.

Ami a nanoélelmiszereket illeti, jelenleg nincs pontos meghatározás a nemzetközi színtéren. A nanoanyagok és a nanotechnológia fogalma alapján megállapítható, hogy a természetes, szintetikus vagy biogén anyagokból álló nyersanyagokon alapuló, az emberi szervezet egészségi, táplálkozási és étrendi igényeinek megfelelő, az emberi szervezet számára fogyasztható, nanotechnológiával előállított élelmiszerek nanoélelmiszerek. Tágabb perspektívából nézve, amennyiben a nanoanyagok vagy a nanotechnológia részt vesz az előgyártás (mezőgazdasági termelés), a termelés és feldolgozás, a csomagolás, a tárolás és a szállítás teljes folyamatában, az előállított élelmiszereket nano-élelmiszernek lehet nevezni.

Mivel a nanotechnológia élelmiszeripari alkalmazásával kapcsolatban a meglévő tudományos ismeretek nem értékelhetők teljes mértékben, a nanotermékek hozzájárulnak a társadalom fejlődéséhez, ugyanakkor bizonyos kockázatokat is jelentenek az emberi egészségre, a biológiai környezetre, valamint a társadalom társadalmi és etikai rendjére nézve, ami bizonyos mértékig fokozta a nanotermékek kutatásának hevét.

Élelmiszer-alkalmazások - Nemzetközi hatály

A nanotechnológia fejlődésével az alkalmazási köre 1805 féle terméket foglal magában 8 iparág 37 területén, például háztartási gépek, autók, elektronika, élelmiszer (ital), otthoni kertészet stb. területén.; az élelmiszeriparban való alkalmazása is kiterjedtebb, a 2009 és 2012 közötti időszakban már 186 szabadalom született a nanoélelmiszerekkel kapcsolatban, és a szabadalmak közül 10% az élelmiszerbiztonság kimutatásával, 19% a nanoélelmiszerekkel kapcsolatos 10% az élelmiszerbiztonsági vizsgálatokkal, 19% a nanoélelmiszer-adalékanyagokkal, 47% pedig az élelmiszerek nanocsomagoló anyagaival.

Látható, hogy a nanotechnológia alkalmazása az élelmiszeriparban főként három szempontra összpontosít: élelmiszer-adalékanyagok, élelmiszer-csomagolóanyagok és élelmiszerbiztonsági vizsgálatok.

Az élelmiszer-előállítási lánc szempontjából 4 láncszem van, amelyek a nano-élelmiszerek előállítását érintik:

Először is, az élelmiszer-előállítási folyamat, elsősorban a mezőgazdasági termelési folyamatra vonatkozik, amely nanoanyagokat, például növényvédő szereket, műtrágyákat és egyéb mezőgazdasági inputokat tartalmaz, a mezőgazdasági inputok a mezőgazdasági termékekben maradványokat tartalmaznak, és az ehető mezőgazdasági termékek az élelmiszer-előállítás nyersanyagai, így a folyamat a nano-élelmiszer-előállítás forrása;

Másodszor, az élelmiszer-feldolgozás, a folyamat magában foglalja a nano-élelmiszer-adalékanyagokat, a nano-gyártó berendezéseket és technológiát;

Harmadszor, a nanoélelmiszerek, azaz a nanorészecske-összetevőket tartalmazó élelmiszerek vagy nanorészecske-összetevőket tartalmazó csomagolóanyagok;

Negyedszer, az élelmiszer-biztonsági és észlelési folyamat, a nanotechnológia felhasználásával speciális érzékelők szintetizálása az élelmiszerekben lévő nano-komponensek és a biztonság észlelésére.

Ami a konkrét típusokat illeti, jelenleg az élelmiszerpiacon az állattartástól a vízi termékekig, a tojástól és a tejtől a zöldségekig, a friss termékektől a feldolgozott termékekig láthatók a megfelelő nanoélelmiszerek.

Ilyen például a nanokaseint tartalmazó tej, a nanocellulózzal ellátott hús, a nanoezüsttel ellátott sütik, a nanoliposzómákkal ellátott olívaolaj és más, a közélethez szorosan kapcsolódó élelmiszerek.

Az egyesült államokbeli Project on Emerging Nanotechnology (PEN) honlapján található adatok és információk szerint 2014 novemberében már 116 féle nanoterméket fejlesztettek ki világszerte, míg 2006-ban és korábban csak hatféle nanotermék tartozott a nanotermékek kategóriájába; a nano-élelmiszerek nanoanyagokat, főként cink-oxid nanorészecskéket, nano-szilícium-dioxidot, nanoezüstöt, nanoaranyat, nano-réz, nanokobaltot, nanomagnéziumot, nanokalciumot, nanoszén anyagokat, nanoszálakat és más anyagokat tartalmaznak. Ezen túlmenően, a PEN weboldalon bemutatott nanotermékek eredete elsősorban az EU tagállamaira, az Egyesült Államokra, Japánra és más országokra és régiókra koncentrálódik.

Alkalmazás - Belföldi hatály

A nanotechnológia alkalmazása az élelmiszer-tudomány területén Kínában még mindig a feltáró szakaszban van, azonban Kína, mint a nanotechnológia gyorsabb fejlődésével rendelkező ország a világon, kifejlesztette és alkalmazta a nano-élelmiszerekkel kapcsolatos termékek számát, amelyek száma messze több mint 7, a kínai nano-élelmiszerek alkalmazásának fejlesztésének alkalmazásából főként a 3 szempontot testesíti meg:

Először is, a nano-funkcionális élelmiszerek fejlesztése és alkalmazása.

A nano-funkcionális élelmiszerek fejlesztése két területre összpontosít, nevezetesen a nanorészecskék hordozórendszerére (funkcionális élelmiszer-hordozórendszer) és a funkcionális élelmiszerek tápanyag-adalékanyagaira. A funkcionális élelmiszerhordozó fő célja a tápanyagok emberi szervezet általi felszívódásának fokozása, valamint a dokozahexaénsav (DHA), a vitaminok és más tápanyagok oxidációjának és romlásának megakadályozása, és a konkrét alkalmazások közé tartozik a lipidek nano-mikrokapszulája, az enzimek nano-mikrokapszulája és az enzimek nano-mikrokapszulája. A konkrét alkalmazások közé tartoznak a lipidek nano-mikrokapszulái, az enzimek nano-mikrokapszulái, a biológiailag aktív anyagok nano-mikrokapszulái, pl. a karotinoidok nano-mikrokapszulái, a DHA nano-mikrokapszulái, a fakultatív amiláz nano-mikrokapszulái stb. A nanoemulziós beágyazás technológiáját funkcionális élelmiszerek kifejlesztésére is alkalmazzák.

Tekintettel azonban a nanoemulzió potenciális bio-toxicitására, vannak bizonyos korlátok ennek a technológiának az alkalmazásában; a nano tápanyag-adalékanyagok egyfajta nanoélelmiszerek, amelyek nano-méretezik az alapvető nyomelemeket és más anyagokat, növelik a nyomelemek közvetlen felszívódását a bélben, és csökkentik a toxikus mellékhatásokat, amelyeket a nyomelemek kölcsönhatása okozhat az emberi szervezetben, például a nanokalcium, vas, cink, szelén és így tovább, az élelmiszerekben alkalmazzák.

A második az élelmiszerek nano-csomagolóanyagai.

Jelenleg a nano-csomagolóanyagok hazai alkalmazása elsősorban a vízfelvétel, az antibakteriális bevonatok, az idő-hőmérséklet mutatók (a frissesség és az eltarthatóság biztosítása érdekében a hőmérséklet-tartomány alapján ellenálló hőmérsékleti tartományban); a nano-frissességmegőrző anyagokra, a nano-bakteriális anyagokra, a nano-barrier anyagokra összpontosított három területen; a nano-Ag frissességmegőrző anyagok, nano-tiO2 frissességmegőrző anyagok, nano-SiOx frissességmegőrző anyagok, nano-molekuláris sziták frissességmegőrző anyagok, nano-molekuláris sziták frissességmegőrző anyagok, nano-molekuláris sziták frissességmegőrző anyagok, nano-molekuláris sziták frissességmegőrző anyagok konkrét alkalmazása az élelmiszerek tartósítására. anyagok, nano molekulaszűrő tartósító anyagok és egyéb típusok.

Például a PE / Ag2O nano-csomagoló zsákok hatékonyan csökkenthetik a gyümölcsök és zöldségek rothadási arányát; a nano TiO2 kitozán kompozit film megakadályozhatja a VC elvesztését a fiatal gyömbérben; a nano SiOx frissességmegőrző gyümölcsviasz csökkentheti az alma keménységét, miközben csökkenti az alma súlyveszteségét; a ZnO nanorészecskék és a különböző polimerek különböző típusú nano-antimikrobiális anyagokkal keverve, például a ZnO / PVC film hatékonyan elnyomhatja a baktériumok, például az E. coli növekedését az élelmiszerekben, meghosszabbítva a friss élelmiszerek eltarthatósági idejét; a nano-barrier anyagok tekintetében a szélesebb körben használt poliészter nanoplasztikák, amelyek a tejtermékeket, a sört és más élelmiszereket hosszabb ideig friss ízűvé tehetik.

Harmadszor, nano élelmiszerbiztonsági vizsgálatok.

A nanoérzékelési alkalmazások elsősorban a nanoanyagokon alapuló bioszenzorok fejlesztésében, valamint a nanoanyagok és a hagyományos élelmiszerbiztonsági érzékelési technológia két szempontú integrálásában nyilvánulnak meg, amely a minta előkezelésének, az érzékelő előkészítésének, a jelgenerálás érzékelésének és elemzésének, valamint az élelmiszerbiztonsági érzékelés egyéb szempontjainak körét öleli fel.

A nanobioszenzorok nagyfokú specificitása miatt hiányosságok mutatkoznak a mennyiségi élelmiszerbiztonsági kimutatásban, miközben az alkalmazásuk korlátozott. Általánosságban elmondható, hogy a nanoanyagok hagyományos élelmiszerbiztonsági kimutatásba történő integrálásának technológiáját szélesebb körben használják, például a szén nanocsöveket, arany nanorészecskéket, kvantumpontokat, mágneses nanoanyagokat stb. széles körben használják a peszticid- és állatgyógyászati gyógyszermaradványok, mikroorganizmusok, nitritek, fenolos vegyületek és nehézfémek kimutatására a vízminőségben, valamint a genetikailag módosított élelmiszerek kimutatására.