يكي از مهمترين بخش هاي صنعت كشورها صنعت غذايي است كه ارتباط تنگاتنگي با امنيت غذايي افراد جامعه دارد. افزايش جمعيت به همراه گسترش شهرنشيني وافزايش سطح درآمد سرانه نياز به غذاهاي فرايندي را روز به روز افزايش داده است. از اين رو استفاده از فن آوریهاي نوين از جمله فناوری نانو در اين صنعت بسيار مورد توجه محافل علمي و صنعتي جهان قرار گرفته است .
حوزه هاي مختلف كاربردي فناوري نانو در غذا و صنايع غذايي را مي توان به شش دستة زير تقسيم بندي نمود (شکل 1):
• نگهداري غذا
• بهبود طعم و رنگ
• سلامت غذا
• بسته بندی
• توليد غذا
• فرآيندهای غذايی
 

شکل 1. کاربرد فناوری نانو در صنايع غذايی


در مقاله قبل در مورد کاربرد فناوری نانو در بسته بندي مواد غذايي نکاتي را اشاره کرديم. در اين مقاله به بررسي نقش فناوری نانو در توليد مواد غذايی میپردازيم.

 

1. ايجاد غذاهايی با طعمهای جديد 
 

براي درمان بسياري از بيماريها مانند بيماري ديابت (قند) بايد از رژيم غذايي خاصي استفاده کرد. از طرف ديگر به علت زندگي صنعتي امروزه، مسئله چاقي نيز به معضلي تبديل شده است که متاسفانه گريبانگير نوجوانان و حتي کودکان شده است! (شکل2). براي حل اين معضل، با استفاده از فناوری نانو چند راهکار پيشنهاد ميشود:
• غذايي که فرد را سير کند ولي تأثيري روي وزن نداشته باشد. 
• غذاهايي خوش طعم که حاوي موادی جايگزين چربي هستند.
• به کارگيري نانوذرات براي جلوگيری از جذب و ذخيره سازي چربي و کالري به وسيله بدن

شکل2. فناوری نانو میتواند طعمها و رنگهای غذايی جديدی را ايجاد کند.

 

2. توليد غذاهای غنی شده
 

برخي از مواد داراي اجزای باارزشی هستند که براي بدن بسيار مهم و ضروری هستند، اما به دلايلی مانند ذائقه و عادت تمايل زيادی به استفاده از آنها وجود ندارد. اگر بتوان کاری کرد که اين مواد ارزشمند را جدا کرد و به صورت مواد افزودني به ديگر غذاها اضافه کرد، می توان مواد غني شده را ساخت. نانوفيلترهايی (براي اطلاعات بيشتر در مورد نانوفيلترها ميتوانيد به اين آدرس مقاله مراجعه کنيد) ساخته شده اند که مولکولها را بيشتر بر اساس شکل و نه بر حسب اندازه غربال ميكنند، و اين مسئله تفكيك اجزاي خاصي از يک فرآوده، را امكانپذير ميسازد.

 

3. توليد غذاهای مولکولی
 

پژوهشگران بر اين باور هستند که در آينده مهندسي مولکولی امکان تهيه و رشد مقادير زياد غذا را بدون نياز به خاک، بذر، مزرعه وکشاورز فراهم ميکند و با ورود اين فناوري، گرسنگي از جهان رخت بر خواهد بست. با اين تفکر به جاي کاشت غلات و پرورش گاوها براي بدست آوردن کربوهيدراتها و پروتئين، نانوماشينها، استيک يا آرد مورد نظر ما را از اتمهاي کربن، هيدروژن و اکسيژن موجود در ترکيب آب يا دي اکسيدکربن هوا ميسازند. همچنين نانوبوتهاي موجود در غذا در دستگاه گردش خون به حرکت در مي ايند و آن را از بقاياي چربي و بيماري زاي کشنده پاک ميکنند. توليد مولکولی غذا يکي از اهداف و آرزوهاي فناوري نانو است و به نظر ميرسد که چندان به سرعت دست يافتني نباشد. با استفاده غذاهاي مولکولی ميتوان گرسنگي را ريشه کن نمود، محتواي تغذيهاي مواد غذايي را افزايش داد و خطر مواد حساسيت زا را در مواد غذايي حذف کرد.

 

4. افزودنيهای غذايی در مقياس نانو
 

امروزه افزودني های مختلف بر پايه فناوری نانو ساخته شدهاند. براي مثال شرکت باسف يک نوع کارتنوئيد در مقياس نانو توليد کرده است. کارتنوئيدها نوعی افزودني غذايي هستند که به غذاها رنگ نارنجي ميدهند و به طور طبيعی در هويج و گوجه فرنگي وجود دارند. بعضي از انواع کارتنويئدها آنتي اکسيدان ميباشند و در بدن به ويتامين A تبديل ميشوند. شرکت باسف (BASF) اين کاروتنوئيد را در مقياس نانو، به شرکتهای بزرگ توليد کننده غذا و نوشابه در سراسر جهان می فروشد تا در ليمونادها ، آبميوه ها و مارگارينها مورد استفاده قرار گيرد .
فرمولاسيون افزودنیها در مقياس نانو جذب آنها را در بدن راحتتر کرده و زمان نگهداري آنها را افزايش ميدهد. شرکت باسف همچنين کاروتنوئيد صنعتي ديگری به نام ليکوپن به عنوان يک افزودني غذايي توليد کرده است. ليکوپن به طور طبيعي در گوجه فرنگي وجود دارد (شکل3).

شکل3. نانومواد را میتوان به عنوان افزودنی به مواد غذايی افزود.

 

5. غذاهای دارای انتشار مخصوص در بدن
 

براي اينکه بدن ما بتواند از انتشار اجزای غذا در آن سود ببرد، ماده مغذي بايد به محل خاصي از بدن بروند و در آن محل فعال شوند. کنترل و مهندسي انتشار مواد مغذی در بدن يکي از زمينه هاي تحقيقاتي فناوري نانو است. اين مواد غذايي که "غذا و دارو" ناميده ميشوند اجزای فعالشان توسط نانوکپسول در بدن توزيع ميگردد . زيرا يکی از راه های حفظ يک جزء فعال غذايی، قرار دادن آن در يک پوشش محافظ است. اين پوشش را میتوان طوری طراحی کرد که با تحريک شدن توسط محرک مناسبی حل شده و ماده فعال داخل ان از طريق پوشش انتشار يابد. به عنوان مثال موسسه غذايی جورج وستون در استراليا نوعی نان به نام نان (( تيپ تاپ اپ )) توليد کرده که حاوی روغنی از اسيد چرب امگا 3 حاصل از ماهی تن میباشد. اما روغن ماهی تن در داخل ميکرو کپسول قرار داده شده است و بنابراين مصرف کننده طعم روغن ماهی را حس نمی کند و فقط وقتی اين روغن به معده رسيد و کپسول هضم شد آزاد میشود. اين فناوری، در مورد ماست و غذای کودک نيز به کار گرفته شده است (شکل4).

شکل4. میتواند از نانوکپسولها برای رساندن غذا استفاده کرد.
با استفاده از نانوکپسولهايی از جنس پليمر خوراکی، میتوان مزه و بوی مولکولهای غذا را حفظ کرد و در نتيجه مدت زمان ماندگاری محصول را افزايش داد.

 

6. روکش کردن آنزيمها
 

يکي از دغدغه هاي شرکتهاي صنايع غذايي جهان، نگهداري غذا و مصون نگهداشتن آن از آسيب آنزيمها است. اگر بتوان به روشي آنزيمها را از محيط غذايي دور کرد، فرايند فساد مواد غذايي به تاخير ميفتد. با استفاده از فناوري نانو ميتوان با روکش کردن آنزيمها، آنها را از محيط فعاليت دور کرده و مانع از اثر آنها شد. يکي از اين روشها، روکش کردن آنزيم توسط يک ساختار پليمري است. در اين روش يک شبکه نانوکامپوزيتي را با فرايند پليمريزاسيون در اطراف هر مولکول آنزيم ايجاد ميکنند، تا از تخريب آن جلوگيري شود. اين نانو ذرات حاوي آنزيم، در دمايي حدود 8 درجه سانتيگراد تا 5 ماه عمر ميکنند. روکش کردن آنزيم در صنايع غذايي، يکي از فرايندهاي مهم براي حفظ کيفيت و بهبود نگهداري مواد غذايي است.