النانو تحمى المعلبات الغذائية من الفساد
وتتحدى التخزين والحرارة والإشعاع وتطيل عمر زيوت القلى بلا مخاوف
النانوتكنولوجى
عبارة عن مجموعة من التكنولوجيات يتم التعامل بها مع المادة على مستوى الجزيئات
والذرات وهى لا ترى بالمجهر العادى أى يمكن التحكم وتطويع المادة عند أبعاد تتراوح
من ( 1 : 100 نانومتر ) وهذا التكتيك الجديد المنفرد يجعل خصائص المادة على مستوى
قياس النانو بها صفات وظيفية فريدة لا تتصف بها المادة عند أبعادها الأصلية
التقليدية أى أن تكنولوجيا النانوتكنولوجى تعمل على تقليل حجم المادة الغذائية ولا
تعمل على تغيير المادة نفسها وتظهر خصائص جديدة للمادة مفيدة للإنسان كالتوصيل
الكهربائى والمطاطية وزيادة فى القدرة .
وعلى
الرغم من أن تكنولوجيا النانو ما زالت فى بدايتها بالنسبة للتصنيع الغذائى .
من
أهم تطبيقات النانوتكنولوجى فى مجال التصنيع الغذائى هى :
1 ) الغروبات
المرتبطة 2 ) مستحلبات
النانو
3 )
جزيئات النانو 4 )
طبقات النانو
5 )
مركبات النانو 6 )
ألياف النانو
7 )
ترسيب النانو 8 )
الكبسلة النانوية
9 ) كما
يمكن استخدام النانوتكنولوجى فى إنتاج أغذية وظيفية وعلاجية بالإضافة إلى إنتاج
بروتينات جديدة من اللبن .
وتعتبر
كل من :
1 )
تعبئة 2 ) صناعة الزيوت
والدهون 3 ) التعرف على الميكروبات الممرضة فى
الغذاء .
أهم
مجالات تطبيقات النانوتكنولوجى فى التصنيع الغذائى :
1 )
استخدام النانوتكنولوجى فى مجال الزيوت والدهون :
عند
استخدام الزيوت فى عمليات القلى للمواد الغذائية يتعرض الزيت إلى درجات حرارة
عالية وهذا يؤدى إلى جعل الزيت غير آمن للإنسان خاصة إذا تكرر عدد مرات استخدام
هذا الزيت فى عمليات القلى حيث يحدث له هدم وأكسدة مما ينتج عنه مواد سامة للإنسان
وتتكون صورة أخرى للأحماض الدهنية المكونة للزيت وهى الصورة التى تجعل الزيت غير
صحى وضارا للإنسان .
وعند
استخدام تكنولوجيا النانو فى هذا المجال أدى إلى زيادة فترة حفظ صلاحية الزيت
للاستخدام وتوفر السلامة الصحية للغذاء لأنه تكونت فى هذه الحالة جزيئات النانو
والتى تراوحت أحجامها من
( 1 :
100 نانومتر ) وقد أدى ذلك إلى تقليل الهدم الاكسيدى للزيت وتقليل الصور الضارة
لصحة الإنسان أثناء عملية القلى بدرجة كبيرة جدا .
وفى
الولايات المتحدة الأمريكية ( أمريكا ) استخدمت تكنولوجيا النانو فى مجال التصنيع
الغذائى وأنتجت منتجات غذائية جديدة اتصفت بالسلامة الصحية وقد طبقت تكنولوجيا
النانو فى الولايات المتحدة الأمريكية عام ( 2006 ) .
بالنسبة
للزيت المستخدم فى عمليات القلى وهذا الزيت محتوى على جزيئات النانو وزادت فترة
صلاحيته بالإضافة إلى إنتاج أغذية آمنة صحيا وهذا هو الأهم بالنسبة للإنسان .
2 )
استخدامات النانوتكنولوجى فى التعرف على الميكروبات المرضية فى الغذاء :
أصبحت
التكنولوجيا الحديثة تمدنا بالمعلومات الضرورية لإنتاج غذاء آمن صحيا للإنسان وهذا
يتطلب المعرفة بطرق التحليل الميكروبيولوجية والتى عن طريقها يمكن معرفة بحدود
التكنولوجيات للخلايا الميكروبية أو جراثيمها الموجودة فى الغذاء ومعرفة حساسية
هذه الميكروبات وصفاتها حتى يمكن التعامل معها للتخلص منها وإنتاج غذاء آمن صحيا إلا
أن هذه الطرق التقليدية فى التحليل الميكروبيولوجى تتطلب وقتا طويلا فى إجرائها
وتقديرها يحتاج فى بعض الأحوال إلى عدة ساعات أو أيام بالإضافة إلى ضرورة وجود
الاحتياجات والأدوات المطلوبة لإجراء هذه الاختبارات فى المعامل المتخصصة فإن أحد
الاختبارات المطلوبة فى هذا المجال يقدر منه الأجسام المضادة ويؤخذ دليل على وجود
ميكروبات مرضية معينة فى الغذاء وهذا يتطلب كثيرا من الوقت لإجرائه مع تكلفة واضحة
لإتمام هذا الاختبار .
وقد تم
استخدام النانوتكنولوجى فى هذا المجال عن طريق تعديل فى حجم الجزيئات اللازمة
للتحليل والتى أصبحت مغايرة فى حجم جزيئاتها عن العينة الأصلية مما يجعل الوقت
اللازم لإجراء الاختبار والتحليل أقل كثيرا عما لو استخدمت فى الغذاء بأسرع وقت
حتى نتفادى التأثير الضار للغذاء ومعرفة احتوائه على هذه الطريقة من الميكروبات
المرضية حتى يمكن التعامل معه بالصورة المناسبة لجعله آمنا صحيا .
3 ) استخدام
النانوتكنولوجى فى تعبئة وتغليف الأغذية
إن
الهدف الرئيسى لتغليف المواد الغذائية هو الحفاظ على جودة وسلامة المنتجات
الغذائية والمشروبات أثناء التخزين والنقل وإطالة مدة الصلاحية للمواد الغذائية
المعبأة عن طريق منع تسرب الرطوبة والغازات والمواد المسئولة عن النكهة والطعم .
ونظرا
للحاجة المتزايدة للغذاء نتيجة لزيادة النمو السكانى فى جميع أنحاء العالم فهناك
ضرورة تختص الفاقد فى الغذاء عن طريق استحداث مواد تعبئة وتغليف ذات مواصفات
متطورة تحافظ على جودة وسلامة المواد الغذائية أطول فترة ممكنة .
وقد
تطورت تعبئة المواد الغذائية من استخدام الصناديق الخشبية والورق المقوى من
اللفائف المصنوعة من السلوفان التى تتميز بالقوة وخفة الوزن والقابلية لإعادة
التدوير .
ويرتبط
تغليف الأغذية مع مميزات أخرى يكون الهدف هو انتشار هذه المميزات باستخدام تكنولوجيا
النانو كاستخدام مواد تعبئة لها القدرة على التخلص من الأكسجين داخل العبوة
واستخدام مواد تغليف توقف نشاط الأحياء الدقيقة واستخدام مواد تكشف عن مدى صلاحية
المادة الغذائية المعبأة عن طريق استخدام التعبئة النشطة أو الذكية .
وقد أدى
ظهور تكنولوجيا النانو إلى ابتكارات حديثة فى تغليف المواد الغذائية ويتوقع أن
يكون تطبيق هذه التكنولوجيا فى قطاع الأغذية من أسرع تطبيقات النانو .
وقد
استخدمت تكنولوجيا النانو فى مجال التعبئة والتغليف للمواد الغذائية عن طريق :
1) تحسين الخواص
الميكانيكية لمواد التعبئة والتغليف من خلال ( Nanocomposites ) :
إن مواد الجسيمات النانوية هى عبارة عن بوليمرات
مدعمة بمركبات النانو لتوفير مواد مركبة لها مواصفات مميزة .
على
الرغم من استخدام كميات صغيرة من مركبات النانو يؤدى ذلك إلى تعديل جزرى فى صفات
البوليمر وقد استحدثت بوليمرات تتصف بخصائص معينة جديدة كإنتاج ثرموبلاستيك يتحمل
الحرارة العالية وإنتاج المطاط الصناعى وإنتاج بولى إيثلين يتميز بمواصفات
ميكانيكية وقابلية أفضل فى الطباعة .
2 )
تحسين خصائص أغلفة وعبوات :
تم
إنتاج بوليمرات بمواصفات محسنة حيث تمنع نفاذية الغازات وتمنع نفاذية الضوء والأشعة
فوق البنفسجية وقد استخدم فى تصنيعها البنتونيت الذى يتم الحصول عليه طبيعيا من
رماد البراكين وهى تتميز بتوافرها ورخص ثمنها وقد استخدمت هذه البوليمرات فى صناعة
العبوات ومن ضمنها عبوات الأغذية .
وقد
استخدمت هذه العبوات المطورة فى تعبأة الأغذية كاللحوم المصنعة والجبن والحلوى
والحبوب والعبوات الخاصة بالعصائر والمياه الغازية .
واستخدمت
تكنولوجيا النانو لإنتاج عبوات مصنوعة من غشاء يتكون من عدة طبقات دقيقة تستخدم فى
تعبئة المياه الغازية .
3 )
الأغلفة المحتوية على جسيمات النانو :
تم
استخدام الأغشية البلاستيكية التى يتم تدعيمها بطبقة دقيقة من الألمنيوم وذلك لمنع
نفاذ الغازات والضوء من خلالها ويتم وضع طبقة الألمنيوم بواسطة تكنولوجيا ترسيب
النانو حيث يحدث الترسيب تحت تفريغ وعادة تكون بسمك بضعة نانومترات وتكون هذه
الطبقة المعدنية داخل الغشاء متعدد الطبقات بهدف إكسابه صفات منع التآكل والخدش
والكشط التى من شأنها أن تفسد مظهر عبوات الأغذية .
4 )
تحسين أداء البوليمرات الحيوية :
البوليمرات
الحيوية هى البوليمرات التى يتم الحصول عليها مباشرة من الكتلة الحيوية ( السكريات
والبوليمرات والبروتينات ) أو البوليمرات التى تنتجها الكائنات الحية الدقيقة
كالسليلوز البكتيرى ومعظم البوليمرات الحيوية قابلة للتحلل واستخدام البوليمرات
القابلة للتحلل فى تعبئة وتغليف المواد الغذائية محدود بسبب تدنى الأداء مقارنة
بالبلاستيك الصناعى ونظرا لزيادة طلبات المستهلك ازداد الاهتمام بالبوليمرات
القابلة للتحلل وهناك اتجاه قوى لتطبيق تكنولوجيا النانو لتحسين خصائص هذه
البوليمرات القابلة للتحلل .
إن
البوليمرات المنتجة من النشا لها صفات نفاذية للرطوبة وصفات ميكانيكية غير جيدة
مقارنة بأغشية البلاستيك الصناعية .
وأن
إضافة طمى النانو إلى البوليمرات المنتجة من النشا حسن من قدرتها على منع نفاذية
الرطوبة وحسن من صفاتها الميكانيكية وزود ثباتها الحرارى وكذلك عند إضافة ثانى
أكسيد السليلوز إلى أغشية النشا وكحول البوكيثينيل قد حسنت من مواصفات هذه الأغشية
.
5 )
المواد المضادة للأحياء الدقيقة والمحملة على أسطح مواد التعبئة والتغليف :
ليس
الغرض من وجود المواد المضادة لنشاط الأحياء الدقيقة على سطح مواد التعبئة
والتغليف أن تعمل كمواد حافظة للأغذية على الرغم من أن هذه المواد تساعد فى توفير
الظروف الصحية عن طريق منع أو خفض النشاط الميكروبى وهذا يساعد على النظافة وإن
مواد التغليف التى تحمل المواد المضادة لنشاط الأحياء الدقيقة تناسب الاستخدام فى
عبوات الأغذية التى يعاد استخدامها كحاويات التخزين وصناديق النقل .
والمادة
الأكثر شيوعا فى الاستخدام كمادة مضادة لنشاط الأحياء الدقيقة على أسطح عبوات
الأغذية هى الفضة ولها تأثير مضاد لنشاط البكتريا الموجبة والسالبة لجرام وكذلك
كمعظم البكتريا التى تسبب فساد الأغذية .
6 ) مواد
التعبئة النشطة :
مواد
التعبئة والتغليف النشطة تتميز عن مواد التعبئة العادية بأنه يحدث انتقال لبعض
المواد بين مواد التعبئة والتغليف والمواد الغذائية حيث تنتقل بعض المواد
الكيميائية من مادة العبوة إلى المادة الغذائية أو العكس .
ومن تلك
الأمثلة مواد النانو التى تستهلك الأكسجين حيث أن مواد النانو النشطة التى تستهلك
الأكسجين تعتمد على معادن الحديد أو أكاسيده التى تتأكد وتستهلك الأكسجين تحت ظروف
الرطوبة المناسبة ومن الكيماويات التى تستهلك الأكسجين المركبات العضوية ذات الوزن
الجزيئى المنخفض مثل حامض الأسكوربيك وأسكوربات الصوديوم .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق