Pasteur, gıda üretimini ve işlenmesini mikron seviyesine indiren pastörizasyon sürecinin icadıyla gıda endüstrisinde devrim yarattı.

Watson ve Crick deoksiribonükleik asidi (DNA) keşfettiklerinde ve DNA yapı modelini 2,5 nm seviyesinde tasarladıklarında, insan araştırma perspektifini nanometre seviyesine indirdiler ve biyoteknoloji, tarım ve gıda üretiminin nanometre dünyasına kapı açtılar ve gıda endüstrisi ikinci devrimi tamamladı ve gıda endüstrisinin nanometre çağının gelişinin gerçek sembolü karbon nanotüp-buckyball fullerendir. Gıda endüstrisinin nano çağının gerçek sembolü, gıda üretim seviyesini 1 nanometre seviyesine genişleten karbon nanotüp - Buckyball fulleren (C60) keşfidir.

Nano ile İlgili Kavramlar

Doğal olarak oluşan, mühendislik sentezi veya kazara üretilen, bağlanma durumu, toplanma durumu veya eklenti formu şeklinde ve madde içinde 1nm ~ 100nm boyutunda tek boyutlu veya çok boyutlu forma nanoparçacıklar denir, maddenin iç bileşimi veya yüzeyi nanoparçacıklar içerdiği sürece nanomalzemelerdir; Aynı zamanda, fulleren (C60), nanolifler, tek duvarlı karbon nanotüpler ve grafen pullarında 1nm veya daha küçük tek boyutlu veya çok boyutlu boyut da özel nanomalzemelerdir.

Nanoteknoloji, nanomalzemelerin özel fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin ve fenomenlerinin incelenmesine ve nanoparçacıkların yeni malzeme, cihaz veya sistem türlerine yeniden tasarlanması, değiştirilmesi veya birleştirilmesi için nanoparçacıkların özel özelliklerinin kullanılmasına dayanan bilim ve teknolojidir. Kısacası, "nanoteknoloji" dünyanın bilim ve teknolojisidir.

Kısacası, "nano" sadece uzay ölçeğinin ölçümü ile sınırlı değildir, aynı zamanda insanoğlunun bilimde bilinmeyeni keşfetmesi için yepyeni bir düşünce tarzı sağlar, bu da insanoğlunun nesnel dünyanın daha mikroskobik seviyesinden kendi iradesine göre daha yüksek bir seviyenin ihtiyaçlarını karşılamasını sağlar, böylece insan toplumunun refahını arttırır.

Nano-gıda konusunda ise uluslararası arenada henüz kesin bir tanım bulunmamaktadır. Nanomalzemeler ve nanoteknoloji kavramlarına göre, nanoteknoloji ile formüle edilmiş, doğal, sentetik veya biyojenik malzemelerden oluşan hammaddelere dayalı, insan tarafından yenilebilir, insan vücudunun sağlık, beslenme ve diyet ihtiyaçlarına uygun gıda ürünlerinin nano-gıda olduğu görülebilir. Geniş bir perspektiften bakıldığında, nanomalzemeler veya nanoteknoloji, üretim öncesi (tarımsal üretim), üretim ve işleme, paketleme, depolama ve taşıma süreçlerinin tamamında yer aldığı sürece, üretilen gıda nanogıda olarak adlandırılabilir.

Nanoteknolojinin gıda alanında uygulanması konusunda mevcut bilimsel bilginin tam olarak değerlendirilememesi nedeniyle, nanogıdanın toplumun gelişimine katkıda bulunurken, aynı zamanda insan sağlığı, biyolojik çevre ve toplumun sosyal ve etik düzeni için belirli riskler oluşturması, nanogıda konusundaki araştırmaların sıcaklığını bir ölçüde artırmıştır.

Gıda Uygulamaları - Uluslararası Kapsam

Nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte, uygulama alanı ev aletleri, otomobiller, elektronik, yiyecek (içecek), ev bahçeciliği vb. gibi 8 endüstrinin 37 alanında 1805 çeşit ürünü kapsamaktadır.Gıda alanındaki uygulaması da daha kapsamlıdır, 2009~2012 döneminde nano-gıda ile ilgili 186 kadar patent vardır ve patentlerin 10%'si gıda güvenliği tespiti ile ilgilidir, 19%'si nano-gıda ile ilgilidir Patentlerin 10%'si gıda güvenliği testi ile ilgilidir, 19%'si nano-gıda katkı maddeleri ile ilgilidir ve 47%'si gıda için nano-paketleme malzemeleri ile ilgilidir.

Nanoteknolojinin gıda alanındaki uygulamalarının temel olarak üç konuya odaklandığı görülebilir: gıda katkı maddeleri, gıda ambalaj malzemeleri ve gıda güvenliği testleri.

Gıda üretim zinciri açısından bakıldığında, nanogıda üretimini içeren 4 bağlantı bulunmaktadır:

İlk olarak, gıda üretiminin üretim öncesi süreci, esas olarak pestisitler, gübreler ve diğer tarımsal girdiler gibi nanomalzemeleri içermek için kullanılacak olan tarımsal üretim sürecini ifade eder, tarımsal ürünlerdeki tarımsal girdilerin kalıntıları olacaktır ve yenilebilir tarım ürünleri gıda üretimi için hammaddelerdir, bu nedenle süreç nanofood üretiminin kaynağıdır;

İkinci olarak, gıda işleme süreci, nano-gıda katkı maddeleri, nano-üretim ekipmanı ve teknolojisini içerir;

Üçüncü olarak, nano-gıda, yani nano-parçacık bileşenleri içeren gıda veya nano-parçacık bileşenleri içeren ambalaj malzemeleri;

Dördüncüsü, gıda güvenliği ve tespit süreci, gıda ve güvenlikteki nano bileşenleri tespit etmek için özel sensörleri sentezlemek için nanoteknolojiyi kullanmak.

Belirli türler açısından, şu anda gıda pazarında, canlı hayvanlardan su ürünlerine, yumurta ve sütten sebzelere, taze ürünlerden mamul ürünlere kadar, ilgili nano-gıdaları görebilirsiniz.

Örneğin nano-kazein içeren süt, nano-selülozlu et, nano-gümüşlü kurabiye, nano-liposomlu zeytinyağı ve toplum hayatını yakından ilgilendiren diğer gıda ürünleri.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Project on Emerging Nanotechnology (PEN) web sitesinde yer alan veri ve bilgilere göre, Kasım 2014 itibariyle küresel çapta 116 çeşit nanogıda geliştirilmiştir; oysa 2006 ve öncesinde nanogıda kategorisinde sadece altı çeşit nanogıda bulunmaktaydı; nano gıdalar, başta çinko oksit nanopartiküller, nano-silikon dioksit, nano-gümüş, nano-altın, nano-bakır, nano-kobalt, nano-magnezyum, nano-kalsiyum, nano-karbon malzemeler, nano-lifler ve diğer malzeme malzemeleri olmak üzere nanomalzemeleri içermektedir. Ayrıca, PEN web sitesinde gösterilen bu nano-ürünlerin menşei esas olarak AB üye ülkeleri, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve diğer ülke ve bölgelerde yoğunlaşmaktadır.

Uygulama - Yurtiçi Kapsam

Çin'de gıda bilimi alanında nanoteknolojinin uygulanması hala keşif aşamasındadır, ancak dünyada nanoteknolojinin daha hızlı geliştiği bir ülke olarak Çin, nano-gıda ile ilgili ürün sayısını 7'den çok daha fazla geliştirmiş ve uygulamıştır, Çin'in nano-gıda uygulamasının gelişiminin uygulanmasından esas olarak 3 açıdan somutlaşmıştır:

İlk olarak, nano-fonksiyonel gıdaların geliştirilmesi ve uygulanması.

Nano-fonksiyonel gıdaların geliştirilmesi, nano-partikül dağıtım sistemi (fonksiyonel gıda taşıyıcı sistemi) ve fonksiyonel gıdalar için besin katkı maddeleri olmak üzere iki alana odaklanmaktadır. Fonksiyonel gıda taşıyıcısının temel amacı, besin maddelerinin insan vücudu tarafından emilimini artırmak ve dokosaheksaenoik asit (DHA), vitaminler ve diğer besin maddelerinin oksitlenmesini ve bozulmasını önlemektir ve özel uygulamalar arasında lipid için nano-mikrokapsül, enzim için nano-mikrokapsül ve enzim için nano-mikrokapsül bulunmaktadır. Spesifik uygulamalar arasında lipidlerin nano-mikrokapsülleri, enzimlerin nano-mikrokapsülleri, biyolojik olarak aktif maddelerin nano-mikrokapsülleri, örneğin karotenoidlerin nano-mikrokapsülleri, DHA'nın nano-mikrokapsülleri, fakültatif amilazın nano-mikrokapsülleri vb. yer almaktadır. Nanoemülsiyon gömme teknolojisi fonksiyonel gıdaların geliştirilmesinde de uygulanmaktadır.

Bununla birlikte, nanoemülsiyonun potansiyel biyotoksisitesi göz önüne alındığında, bu teknolojinin uygulanmasında bazı sınırlamalar vardır; nano besin katkı maddeleri, temel eser elementleri ve diğer maddeleri nano boyutlandıran, bağırsaktaki eser elementlerin doğrudan emilimini artıran ve insan vücudundaki eser elementlerin etkileşimi ile üretilebilecek toksik yan etkileri azaltan bir tür nano gıdadır, örneğin nano kalsiyum, demir, çinko, selenyum vb. gıdalarda uygulanır.

İkincisi ise gıda için nano ambalaj malzemeleridir.

Şu anda, nano-paketleme malzemelerinin yerel uygulaması esas olarak su emilimini azaltmak, antibakteriyel kaplamalar, zaman-sıcaklık göstergeleri (temelde dayanabilecek sıcaklık aralığının tazeliğini ve raf ömrünü sağlamak için); nano-tazelik koruma malzemeleri, nano-bakteriyel malzemeler, nano-bariyer malzemeler olmak üzere üç alanda odaklanmıştır; nano-Ag tazelik koruma malzemeleri, nano-tiO2 tazelik koruma malzemeleri, nano-SiOx koruma malzemeleri, nano-moleküler elek koruma malzemeleri, nano-moleküler elek koruma malzemeleri, nano-moleküler elek koruma malzemelerinin gıda muhafazasına özel uygulaması. malzemeler, nano moleküler elek koruma malzemeleri ve diğer türler.

Örneğin, PE/Ag2O nano paketleme torbaları meyve ve sebzelerin çürüme oranını etkili bir şekilde azaltabilir; nano TiO2 kitosan kompozit film genç zencefilde VC kaybını önleyebilir; nano SiOx tazelik koruma meyve mumu elmaların sertliğini azaltırken elmaların ağırlık kaybı oranını azaltabilir; ZnO nanopartikülleri ve farklı nano-antimikrobiyal malzeme türleriyle harmanlanmış farklı polimerler, örneğin, ZnO/PVC filmi E. Nano bariyer malzemeleri açısından, en yaygın olarak kullanılan polyester nanoplastikler, süt ürünleri, bira ve diğer gıda ürünlerinin daha uzun süre taze kalmasını sağlayabilir.

Üçüncüsü, nano gıda güvenliği testleri.

Nano algılama uygulamaları temel olarak nano malzemelere dayalı biyosensörlerin geliştirilmesinde ve nano malzemeler ile geleneksel gıda güvenliği algılama teknolojisinin, numune ön işleminin kapsamı, sensör hazırlama, sinyal üretiminin tespiti ve analizi ve gıda güvenliği tespitinin diğer yönlerini kapsayan iki açıdan entegrasyonunda kendini göstermektedir.

Nanobiyosensörlerin yüksek özgüllüğü nedeniyle, uygulama sınırlı olmakla birlikte, kantitatif gıda güvenliği tespitinde eksiklikler vardır. Genel olarak, geleneksel gıda güvenliği tespitinde nanomalzemeleri entegre etme teknolojisi daha yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin, karbon nanotüpler, altın nanopartiküller, kuantum noktaları, manyetik nanomalzemeler vb. pestisit ve veteriner ilaç kalıntılarının, mikroorganizmaların, nitritlerin, fenolik bileşiklerin ve su kalitesindeki ağır metallerin ve genetiği değiştirilmiş gıdaların tespitinde yaygın olarak kullanılmaktadır.