فناوری نانو چیست ؟
فناوری نانو به فناوری مرتبط با ایجاد، کنترل و مدیریت مواد و ساختارهایی با ابعاد نانومتری (کمتر از 100 نانومتر) گفته میشود. در واقع، در این فناوری، به دست آوردن و استفاده از خواص و ویژگی‌های مواد در ابعاد نانومتری مطرح است. در صنایع غذایی، فناوری نانو می‌تواند بهبود کیفیت، افزایش ماندگاری و بهبود خواص مغذی مواد غذایی را به دنبال داشته باشد. همچنین، فناوری نانو می‌تواند در ساخت بسته‌بندی‌های مواد غذایی و کنترل رشد میکروارگانیسم‌ها و رفتار مواد غذایی در طول زمان مورد استفاده قرار گیرد.
به عنوان مثال، استفاده از نانوذرات نقره در بسته‌بندی مواد غذایی می‌تواند باعث کاهش رشد باکتری‌ها و افزایش ماندگاری مواد غذایی شود. همچنین، استفاده از نانوذرات در تهیه محصولات شیرین کننده و چاشنی‌ها نیز از کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی است.
فناوری نانو به دلیل قابلیت کنترل دقیق اندازه و خصوصیات نانومتری مواد، می‌تواند در بهبود ایمنی مواد غذایی مؤثر باشد. در ادامه به برخی از کاربردهای فناوری نانو در ایمنی مواد غذایی پرداخته میشود:
1- بسته‌بندی نانو: با استفاده از فناوری نانو در بسته‌بندی مواد غذایی، می‌توان به راحتی از ورود هوا، رطوبت و باکتری‌ها به داخل بسته جلوگیری کرد. همچنین، با این روش می‌توان به مصرف کنندگان اطمینان داد که محصولات خریداری شده تا حد امکان، تازه و سالم می‌مانند.
2- استفاده از نانوذرات در کنترل باکتری‌ها: با استفاده از نانوذرات، می‌توان به راحتی باکتری‌ها را از بین برد. برای مثال، از نانوذرات نقره می‌توان در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده کرد تا از رشد باکتری‌ها جلوگیری شود.
3- استفاده از نانوذرات برای تشخیص آلودگی مواد غذایی: با استفاده از نانوذرات، می‌توان قابلیت تشخیص و شناسایی آلودگی در مواد غذایی را افزایش داد. برای مثال، از نانوذرات طلایی می‌توان در تشخیص باکتری‌ها استفاده کرد.
4- استفاده از نانوذرات برای افزایش ماندگاری مواد غذایی: با استفاده از نانوذرات، می‌توان به راحتی ماندگاری مواد غذایی را افزایش داد. مثلاً، از نانوذرات سیلیکا می‌توان در ایجاد بستر مناسب برای رشد میکروارگانیسم‌های مفید استفاده کرد.
همچنین، باید به این نکته توجه داشت که استفاده از فناوری نانو در مواد غذایی نیازمند بررسی دقیق در مورد ایمنی و اثرات بهداشتی آن است. به همین دلیل، مقررات و استانداردهای مشخصی برای استفاده از فناوری نانو در مواد غذایی تعیین شده است که باید رعایت شود.
5-نانو حسگرها، حسگرهایی هستند که قابلیت شناسایی و اندازه‌گیری تغییرات کوچک در محیط و نمونه‌های زیستی را دارند. در ایمنی مواد غذایی، نانو حسگرها به عنوان یک ابزار دقیق و حساس می‌توانند برای تشخیص مواد آلی و غیرآلی ناخالصی‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و سموم موجود در مواد غذایی استفاده شوند.
مثلاً، با استفاده از نانو حسگرها می‌توان به سرعت و با دقت بالا، مواد آلی و غیرآلی ناخالصی‌ها، نظیر مواد شیمیایی مضر، سموم و میکروب‌های موجود در مواد غذایی را تشخیص داد. همچنین، نانو حسگرها می‌توانند به‌صورت زمان‌دار و در محیط‌های مختلف اطلاعات را تحویل دهند.
استفاده از نانو حسگرها در ایمنی مواد غذایی، می‌تواند باعث افزایش کیفیت و ایمنی مواد غذایی و کاهش خطرات بهداشتی شود. همچنین، به دلیل دقت بالای این حسگرها، می‌توان مواد غذایی را در مراحل مختلف تولید، حمل و نگهداری، کنترل کرد و در صورت وجود هر گونه مشکل، به سرعت و با دقت بالا واکنش نشان داد. برای ایمنی مواد غذایی، انواع مختلفی از نانو حسگرها استفاده میشود. در زیر به برخی از انواع رایج نانو حسگرهایی که برای ایمنی مواد غذایی استفاده می‌شوند، اشاره می‌کنم:
1. نانو حسگرهای الکتروشیمیایی: این نانو حسگرها برای تشخیص مواد شیمیایی و میکروب‌ها در مواد غذایی استفاده می‌شوند. این حسگرها با تشکیل یک رابطه الکتروشیمیایی بین مولکول‌های هدف و سطح حسگر، تغییراتی را در جریان الکتریکی تشدید می‌کنند که به عنوان سیگنال خروجی حسگر استفاده میشود.
2. نانو حسگرهای اپتیکی: این نانو حسگرها برای تشخیص رنگ، نور، شدت نور و تغییرات دمایی در مواد غذایی استفاده می‌شوند. این حسگرها با استفاده از خواص نوری مواد نانوساختاری، تغییرات را در سیگنال‌های نوری و موجودات موجود در نمونه‌های غذایی شناسایی می‌کنند.
3. نانو حسگرهای پلاسمونیک: این نانو حسگرها برای تشخیص و شناسایی مواد غذایی مختلف استفاده می‌شوند. این حسگرها با استفاده از خواص نوری و نوع مواد نانوساختاری، تشدید سیگنال‌های پلاسمونیکی را در نمونه‌های غذایی و مواد شیمیایی شناسایی می‌کنند.
4. نانو حسگرهای مغناطیسی: این نانو حسگرها برای تشخیص و شناسایی مواد غذایی، مواد شیمیایی و میکروب‌ها استفاده می‌شوند. این حسگرها با استفاده از خواص مغناطیسی مواد نانوساختاری، تشدید سیگنال‌های مغناطیسی را در نمونه‌های غذایی و مواد شیمیایی شناسایی می‌کنند.
6-نانوکامپوزیت‌ها، موادی هستند که در آنها نانوذرات به عنوان فاکتور تقویت‌کننده در ماتریس پایه مانند پلیمرها، فلزات و سرامیک‌ها استفاده می‌شوند. این نانو ذرات به دلیل ویژگی‌های خاص خود، مانند سطح بالا، حجم کوچک، و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص، به خوبی برای استفاده در حوزه ایمنی مواد غذایی مناسب هستند. در زیر به برخی از کاربردهای نانوکامپوزیت‌ها در ایمنی مواد غذایی اشاره می‌کنم:
1. بسته‌بندی مواد غذایی: نانوکامپوزیت‌هایی که برای بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شوند، می‌توانند به عنوان یک پوشش برای مواد غذایی و دارای ویژگی‌هایی مانند مقاومت به رطوبت، اکسیژن و نور باشند. همچنین، این نانوکامپوزیت‌ها می‌توانند برای ضدعفونی و کاهش رشد باکتری‌ها در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده شوند.
2. تشخیص مواد غذایی ناخالص: نانوکامپوزیت‌های حسگر می‌توانند برای تشخیص و شناسایی مواد غذایی ناخالص نظیر باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و سموم، به کار روند.
3. کاهش رشد باکتری‌ها در مواد غذایی: نانوکامپوزیت‌هایی که حاوی نانوذرات نقره، مس و آنتی‌باکتریال‌های طبیعی مانند کرفس یا کلم هستند، می‌توانند برای کاهش رشد باکتری‌ها در مواد غذایی و افزایش عمر مفید آنها استفاده شوند.
4. بهبود خواص مکانیکی مواد غذایی: نانوذرات مانند نانوسیلیکا و کیتوزان می‌توانند به عنوان فاکتور تقویت‌کننده در مواد غذایی مانند فرآورده‌های پروتئینی، قرار گیرند و خواص مکانیکی و ساختاری آنها را بهبود بخشند.
7- نانوکپسول ها
1- حفظ و افزایش ماندگاری مواد غذایی: نانوکپسولها می‌توانند به عنوان یک پوشش برای مواد غذایی استفاده شوند و برای حفظ ماندگاری و کیفیت مواد غذایی در طول زمان مفید باشند.
2. حمل و نقل مواد غذایی: نانوکپسول ها می‌توانند به عنوان حامل برای تحویل مواد غذایی به محل مقصد استفاده شوند. به عنوان مثال، نانوکپسول هایی که حاوی ویتامین‌ها و مواد مؤثره دیگر هستند، می‌توانند برای حمل و نقل به محلول‌های آبی و نوشیدنی‌ها اضافه شوند.
3. کاهش رشد باکتری‌ها در مواد غذایی: نانوکپسول های حاوی آنتی‌باکتریال‌ها می‌توانند برای کنترل رشد باکتری‌ها در مواد غذایی استفاده شوند.
4. تشخیص مواد غذایی ناخالص: نانوکپسول ها می‌توانند به عنوان حسگر برای تشخیص و شناسایی مواد غذایی ناخالص نظیر باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و سموم، به کار روند.
5. بهبود جذب مواد مؤثره: نانوکپسول ها می‌توانند برای بهبود جذب مواد مؤثره در بدن مصرف‌کنندگان مواد غذایی استفاده شوند، زیرا در این صورت، مواد مؤثره به صورت بهتری در بدن جذب می‌شوند.
همچمین نانوکپسول ها می‌توانند به دلیل ویژگی‌های خاص خود، مثل اندازه کم و سطح بیشتر، به راحتی از دستگاه گوارش عبور کرده و در خون جذب شوند. بنابراین، مصرف نانوکپسول ها در مصرف کودکان و بارداران باید با احتیاط و با رعایت دستورالعمل‌های بهداشتی صورت گیرد.
چند مثال از نانوکپسول هایی که در صنعت غذایی استفاده می‌شوند عبارتند از:
1. نانوکپسول‌های حاوی ویتامین‌ها: این نانوکپسولها به عنوان یک پوشش برای ویتامین‌های حل‌شدنی در آب مانند ویتامین C و B کاربرد دارند و باعث بهبود جذب ویتامین‌ها در بدن مصرف‌کنندگان می‌شوند.
2. نانوکپسول‌های حاوی روغن‌های ضروری: این نانوکپسولها می‌توانند به عنوان یک پوشش برای روغن‌های ضروری مانند روغن‌های ماهی، لیمو و نعناع استفاده شوند و باعث بهبود حفظ طعم و بوی محصول در طول مدت زمان مفید می‌شوند.
3. نانوکپسول‌های حاوی آنتی‌اکسیدان‌ها: این نانوکپسولها می‌توانند به عنوان یک پوشش برای آنتی‌اکسیدان‌های مانند پلی‌فنل‌ها و کاروتنوئیدها استفاده شوند و باعث بهبود مقاومت به اکسیداسیون مواد غذایی می‌شوند.
4. نانوکپسول‌های حاوی آنتی‌باکتریال‌ها: این نانوکپسولها می‌توانند به عنوان یک پوشش برای مواد غذایی استفاده شوند و باعث کاهش رشد باکتری‌ها در محصولات غذایی می‌شوند.
5. نانوکپسول‌های حاوی رنگ‌های غذایی: این نانوکپسولها می‌توانند به عنوان یک پوشش برای رنگ‌های غذایی استفاده شوند و باعث بهبود پایداری رنگ در مواد غذایی می‌شوند.
6. نانوکپسول‌های حاوی آنتی‌فومینگ‌ها: این نانوکپسولها می‌توانند به عنوان یک پوشش برای آنتی‌فومینگ‌های مورد استفاده در مواد غذایی مانند شیرینی و نان استفاده شوند و باعث کاهش تولید حباب‌های هوا در محصولات غذایی می‌شوند.
_آیا مقررات و استانداردهای مشخصی برای استفاده از فناوری نانو در مواد غذایی در ایران وجود دارد؟
در ایران، مقررات و استانداردهای مشخصی برای استفاده از فناوری نانو در مواد غذایی تعیین شده است. در سال 1394، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی ایران، دستورالعملی را برای تولید، واردات و صادرات محصولات نانو در صنایع غذایی تهیه کرده است. این دستورالعمل شامل بخش‌های مربوط به نحوه تولید، بسته‌بندی، بررسی ایمنی و برچسب‌گذاری محصولات نانو است.
همچنین، در سال 1396، سازمان غذا و داروی ایران نیز، استانداردهای ملی برای تولید و استفاده از نانومواد در محصولات غذایی را تهیه کرده است. این استانداردها شامل مواد مجاز و ممنوع، نحوه تولید، بسته‌بندی، بررسی ایمنی و برچسب‌گذاری محصولات نانو است.
باید توجه داشت که رعایت مقررات و استانداردهای مربوط به فناوری نانو در مواد غذایی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، زیرا می‌تواند به حفظ سلامت مصرف‌کنندگان کمک کند. به همین دلیل، تولیدکنندگان و واردکنندگان مواد غذایی باید از رعایت این مقررات پیروی کنند.
دستورالعمل شامل موارد زیر است:
1- محصولات نانو باید کاملاً شناخته شده و اطلاعات دقیقی درباره ترکیب، خواص و کاربرد آنها در محصولات غذایی وجود داشته باشد.
2- استفاده از مواد نانو در محصولات غذایی باید با رعایت اصول ایمنی و بهداشتی مربوطه صورت گیرد.
3- باید تضمین شود که محصولات غذایی حاوی نانومواد، ایمنی و سلامت مصرف‌کنندگان را تحت هیچ شرایطی به خطر نیاورند.
4- باید از طریق آزمایش‌های مربوطه، به تحلیل و بررسی محصولات غذایی حاوی نانومواد پرداخته شود و اطمینان حاصل شود که محصولات تحت نظارت و با رعایت مقررات تولید شده‌اند.
همچنین، سازمان غذا و داروی ایران استاندارد ملی شماره ۳۴۳۱ را برای نانومواد در محصولات غذایی تدوین کرده است که شامل مواردی مانند مواد مجاز و ممنوع، نحوه تولید، بسته‌بندی، بررسی ایمنی و اثرات بهداشتی محصولات نانو در صنایع غذایی میشود. این استاندارد برای تولیدکنندگان، واردکنندگان و صادرکنندگان محصولات غذایی حاوی نانومواد الزامی است.
_آیا استفاده از فناوری نانو در صنایع غذایی ممکن است برای سلامتی مصرف‌کنندگان مضر باشد؟
استفاده از فناوری نانو در صنایع غذایی می‌تواند در صورت عدم رعایت مقررات و استانداردهای مربوط به ایمنی و بهداشت، برای سلامتی مصرف‌کنندگان مضر باشد. به دلیل اینکه نانوذرات با اندازه بسیار کوچکی که دارند، می‌توانند به راحتی از مرزهای بدنی عبور کرده و به اعضای داخلی بدن نفوذ کنند و برای سلامتی مضر باشند.بنابراین، نیاز به بررسی دقیق ایمنی و اثرات بهداشتی نانومواد در مواد غذایی و همچنین تعیین مقادیر مجاز استفاده از آنها در محصولات غذایی حائز اهمیت است. برای این منظور، سازمان‌های مربوطه در سراسر جهان مقررات و استانداردهای مشخصی برای استفاده از فناوری نانو در محصولات غذایی تعیین کرده‌اند که باید رعایت شود.همچنین، باید توجه داشت که برای اطمینان از ایمنی محصولات غذایی حاوی نانومواد، باید از طریق آزمایش‌های مربوطه، به تحلیل و بررسی این مواد پرداخته شود و از محصولاتی که به این آزمایش‌ها تحت نظارت و با رعایت مقررات تولید شده‌اند، استفاده کرد.
چند مثال از محصولات غذایی حاوی نانومواد :
1. بسته‌بندی‌های غذایی حاوی نانوذرات نقره، که با کنترل رشد باکتری‌ها در محصولات غذایی و افزایش ماندگاری آنها به کار می‌روند.
2. محصولات پروتئینی حاوی نانوذرات رسانا، که بهبود جذب مواد مغذی و ترکیبات غذایی در دستگاه گوارش انسان را به هدف دارند.
3. چاشنی‌های غذایی حاوی نانوذرات، از جمله چاشنی‌های حاوی نانوذرات نمک و پودر آردوینامیک، که تاثیراتی مانند افزایش ماندگاری، بهبود طعم و عطر و کاهش مصرف مواد نگهدارنده در محصولات غذایی دارند.
4. محصولات شیرین کننده حاوی نانوذرات، مانند شکرهای حاوی نانوذرات کریستالی، که برای بهبود جذب و افزایش قابلیت محلول شدن در مواد غذایی به کار می‌روند.
این محصولات غذایی حاوی نانومواد باید با رعایت مقررات و استانداردهای بهداشتی مربوطه تولید و بررسی شوند تا اطمینان از ایمنی و سلامت مصرف‌کنندگان حاصل شود.
اطمینان حاصل کردن از محصولات حاوی نانومواد می‌تواند به دو روش انجام شود:
1- بررسی برچسب محصول: برخی کشورها برای محصولات حاوی نانومواد، قوانینی در نظر گرفته‌اند که بر اساس آنها تولیدکنندگان می‌بایست از برچسب‌گذاری خاصی برای این محصولات استفاده کنند. برای مثال در ایالات متحده، محصولات حاوی نانومواد می‌بایست به صورت واضح و مشخص برچسب‌گذاری شوند. بنابراین، بررسی برچسب محصول می‌تواند به شما کمک کند تا بفهمید که آیا محصول حاوی نانومواد است یا خیر.
2- مطالعه مواد اولیه: در برخی موارد، تولیدکنندگان محصولات حاوی نانومواد، مواد اولیه مورد استفاده در تولید را نیز مشخص می‌کنند. با مطالعه این مواد اولیه و یافتن اطلاعات در مورد نانومواد مورد استفاده، می‌توانید بفهمید که آیا محصول حاوی نانومواد آسیب‌زا است یا خیر.
همچنین، می‌توانید با مشاوره از کارشناسان مربوطه، اطمینان حاصل کنید که آیا محصول حاوی نانومواد مطمئن و ایمن است یا خیر.
نتیجه گیری
با توجه به تحقیقات و مطالعات علمی، فناوری نانو می‌تواند در بهبود ایمنی و کیفیت مواد غذایی نقش مهمی ایفا کند. استفاده از نانوذرات آنتی‌باکتریال برای کاهش رشد باکتری‌ها، استفاده از نانوساختارها برای حذف آلودگی‌های موجود در محصولات غذایی، استفاده از نانوساختارها برای بهبود جذب مواد مؤثره در بدن و استفاده از نانوساختارها برای بهبود ماندگاری و کیفیت مواد غذایی، از جمله کاربردهای فناوری نانو در ایمنی مواد غذایی هستند. با این حال، برای استفاده از فناوری نانو در صنعت غذایی، باید به دقت به استانداردها و دستورالعمل‌های بهداشتی توجه شود تا اطمینان حاصل شود که مصرف مواد غذایی حاوی نانوذرات برای سلامتی مصرف‌کنندگان مضر نیست.
