د ولاء الشريف: تطبيقات تقنية النانو في صناعة الغذاء
باحث أول في معهد صحة الحيوان – مركز البحوث الزراعية – مصر
النانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن (نانو متر) ويبلغ طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، و حجم النانو أصغر بحوالي 80.000 مرة من قطر الشعرة ، وكلمة تقنية النانو هي تصنيع واستخدام المواد والهياكل على مقياس النانومتر. وتوفر مجموعة واسعة من الفرص لتطوير منتجات وتطبيقات مبتكرة في النظام الغذائي.
وهناك عدة اسباب لاستخدام تلك التقنية في مجال صناعة الغذاء ومن اهمها:
- قدرة تقنية النانو في التأثير على جوانب عدة في زيادة الامن الغذائي في تصنيع وتجهيز وشحن المنتجات الغذائية من خلال أجهزة الاستشعار للكشف عن العوامل المسببة للأمراض والملوثات سواء بكتيرية كانت او كيميائية.
- تؤثر التقنيات النانوية والجسيمات النانوية على السلسلة الغذائية من الإنتاج الأولي للمستهلك
- معالجة الغذاء بتكنولوجيا النانو تطيل عمر المنتج فلا يتلف بسرعة و لا يحتاج لتخزين في ثلاجات
- وباستخدام تقنية النانو امكن اضافة الاغلفة الذكية والتي لديها القدرة في الكشف المبكر عن فساد المنتج مما يحفظ على سلامة المستهلك ويثرى من العملية الاقتصادية بتقليل مستوى التلف الذى قد يحدث للمنتجات الغذائية
- تساهم وبشكل كبير في تطوير المنتجات الغذائية والحد من تلوثها وانتاج اطعمه جديدة حيث ان بعض المواد النانوية تستخدم كمحسنات نكهه
تطبيقات تكنولوجيا النانو في مجال صناعة الغذاء تقسم إلى قسمين رئيسيين:
التطبيقات الداخلية
تغيّر في نفس مادة الغداء، و هو أصل هذا الفرع من العلم مثل محسنات المذاق و الامتصاص.
التطبيقات خارجية
مثل مهمات تخزين الغداء و تغليفه بمواد نانوية أو إضافة روبوتات ذكية تقوم بعمل مختبرات في تحليل الغذاء.
من تطبيقات التقنية النانوية في إنتاج مواد تعبئة وتغليف الأغذية:-
أ – الأغلفة النشطة:
إنتاج أغلفة نانوية تتألف من قوالب من البلمرات، يتم التحكم في مقاييس أبعاد فتحات مسامها ولها خواص ميكانيكية ووظيفية جيدة تمكنها من منع حدوث تبادل للرطوبة والغازات مع الوسط الخارجي والتي تؤثر في عملية توزيع المواد الملونة ومواد النكهة والمواد المضادة للأكسدة والإنزيمات والمواد المضادة للتلون البني و استخدامها في تغليف المنتجات الغذائية الطازجة كاللحوم والأجبان والخضر والفواكه وغيرهم وحفظها حتى بعد فتح العبوة بمعالجة أسطح العبوات الخارجية بطبقة رقيقة شفافة مضادة للأكسدة يقل سمكها عن 5 نانومترات وتتميز بكونها عناصر لمواد نانوية آمنة غير سامة، متوافقة حيويا مع الإنسان، فلا تلزم إزالتها عند تناول المنتج الغذائي، والمواد الأكثر استخداما (فلز الفضة وأكسيد الزنك وحديثا تم استخدام الزيوت الطيارة في عدة صور منها المستحلبات النانوية والكبسولات النانوية) وتتميز تلك المواد بقدرتها على تحليل الملوثات من المواد العضوية والبكتريا، ومقاومة الميكروبات التي قد تتراكم على الأسطح الخارجية للمنتجات الغذائية خلال فترات الحفظ
ب- العبوات الحافظة:
تستطيع أغلفة هذه العبوات أن تطلق بعض المواد الكيميائية النانوية داخل العبوات، كالمواد المضادة لنمو الميكروبات والمواد المضادة للأكسدة والملونات والمدعمات الغذائية داخل الأغذية لإطالة فترة الصلاحية أو تحسين النكهة أو اللون أو القيمة الغذائية، وتطوير عبوات غذائية نانوية يمكنها امتصاص أي نكهات أو روائح غير مرغوبة تنشأ داخلها وإنتاج عبوات تستطيع ضخ غازات ثاني أكسيد الكربون أو الأكسجين إلى خارجها.
ت- تعزيز سلامة الأغذية (الاغلفة الذكية):
دمج حساسات نانوية في العبوات الغذائية عبارة عن حبر ذكي يحتوي على جزيئات نانوية حساسة للأكسجين وحساسة جدا للأشعة الضوئية فإذا تعرضت لأي منهما فان لون الحبر يتغير بلون أحمر مثلا فيستطيع المستهلك العادي تحديد مدى صلاحية المادة الغذائية الموجودة بها ورصد أي تغيرات غير طبيعية قد تطرأ على الطعام نتيجة الإصابة بملوث بكتيري فيما يطلق عليه العبوات الذكية
ث- العبوات البلاستيكية:
عدم تعرضها للتلف أثناء التداول وزيادة بقاء السوائل سليمة من دون تلف لمدة تصل 18 شهرا بإضافة أنابيب وحبيبات نانوية من الصلصال إليها.
ج- أواني الطهي
تمكن العلماء باستخدام تكنولوجيا النانو من تطوير مادة سيراميكية لها خاصية قوية مضادة للأكسدة يمكن استخدامها في صناعة أوعية طهي الطعام تقلل من زمن القلي، وبالتالي توفر من كمية الوقود المستخدم في إعداد الطعام، وتحتفظ بزيت القلي صالحا للاستخدام لمدة أطول، وتتيح استخدام نفس الكمية من الزيت في قلي أنواع مختلفة من الطعام دون أن يتأثر مذاق أي منها بالآخر.
وفى المستقبل سوف تزود السلع الغذائية ببطاقات تعريف صغيرة، تسجل عليها معلومات عن المسار الذي اتخذته السلعة منذ إنتاجها حتى وصولها إلى يد المستهلك، وبواسطة جهاز تحسس دقيق تتاح هذه المعلومات للمستهلك قبل أن يضيف السلعة إلى سلة المشتريات، فيستطيع أن يعرف من أي مزرعة ومن أي قطيع من الماشية جاءت شريحة اللحم التي اشتراها، وهل أعطيت البقرة، التي أخذت منها شريحة اللحم، مضادات حيوية أو هرمونات، بالإضافة إلى معلومات أخرى عن كيفية الذبح والزمن الذي استغرقته شريحة اللحم لتصل إلى أرفف السوق وأساليب نقلها وحفظها.. إلخ. وبالرغم من ان تقنية النانو لها ما لها وعليها ما عليها الا انها ستظل هى المستقبل الواعد في صناعة الغذاء والعديد من الصناعات الأخرى.
