پيشرفت در بسته بندي هوشمند براي افزايش عمر مفيد محصولات غذايي، هدف بسياري از شرکت‌هاست. اين سيستم‌هاي بسته‌بندي قادر خواهند بود پارگي‌ها و سوراخ‌هاي کوچک را با توجه به شرايط محيطي (مانند تغييرات دما و رطوبت) ترميم و مصرف کننده را از فساد ماده غذايي آگاه سازند. فناوري‌نانو مي‌تواند در مواردي مانند افزايش مقاومت به نفوذ در پوشش‌ها، افزايش ويژگي‌هاي ديواره (مکانيکي، حرارتي، شيميايي وميکروبي)، افزايش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد ميکروب‌هاي فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد.

چشم اندازهاي مالي فناوري‌نانو، صنايع بسته‌بندي را پررونق نشان مي‌دهد. سهم بازار اين صنعت در حال حاضر حدود 1.1 ميليارد دلار است و پيش‌بيني‌مي‌شود تا سال 2010 به 7.3 ميليارد دلار آمريکا برسد. با اين وجود، صنعت بسته‌بندي هوشمند از آنچه پيش‌بيني شده بود جلوتر رفته و نشانه‌هاي تکامل آن به خوبي پيداست. تحقيقات سازمان مالي Frost and Sullivan نشان داد که علاقه مشتريان به مواد غذايي سالم و تازه در بسته‌بندي‌هاي مناسب، موجب پيشرفت اين صنعت شده است. سازمان هاي زيادي وجود دارند که در زمينه سيستم‌هاي بسته‌بندي هوشمند فعاليت مي‌کنند، ازجمله شرکت توليدکننده مواد غذايي Kraft كه با همکاري دانشگاه راتگرز در حال فعاليت روي پروژه زبان الکترونيکي (electronic tongue) است تا آن را به بسته‌بندي‌ها اضافه کند. اين نوع بسته‌بندي شامل رشته‌اي از نانوحسگرهاست که نسبت به گازهايي که از مواد غذايي آزاد و موجب فساد آنها مي‌شوند، به شدت حساس بوده و تغيير رنگ مي‌دهند که اين تغيير رنگ، علامت واضحي از سلامت يا فساد ماده غذايي است.

شرکت Bayer Polymer کيسه‌اي پلاستيکي با نام Durethan KU2-2601 توليد کرده است که از محصولات موجود در بازار سبک تر و محکم تر است، همچنين مقاومت بيشتري در برابر گرما از خود نشان مي‌دهد. هدف اوليه از توليد پلاستيک‌هاي بسته‌بندي مواد غذايي، جلوگيري از خشک شدن محتويات آنها و محافظت در مقابل رطوبت و اکسيژن است. پوشش جديد غني از نانوذرات سيليکات است. اين نانوذرات تا حد زيادي از نفوذ اکسيژن، گازهاي ديگر و رطوبت جلوگيري مي‌کنند و فساد مواد غذايي را به تعويق ‌مي اندازند.

سازمان‌هاي ديگر به کمک فناوري‌نانو در حال يافتن راهي براي تشخيص فساد مواد غذايي هستند. به عنوان مثال شرکت AgroMicron، افشانه تشخيص دهنده نانوبيولومينسانس را ساخته که شامل پروتئين لومينسانت است. در اين طرح، افشانه سطح ميکروب‌هايي مانند Salmonella و E.coli را ‌پوشانده، و از خود نوري ساطع مي‌کند و به اين روش فساد مواد غذايي تشخيص داده مي‌شود. اين شرکت اميدوار است بتواند محصول مورد نظر را با نام BioMark وارد بازار کند. در حال حاضر اين شرکت در حال ساخت افشانه‌‌هايي با روش‌‌هاي جديد است تا بتواند از آنها در حمل و نقل دريايي استفاده کند.

در راهبرد مشابه، براي اطمينان از سلامت مواد غذايي، محققان اتحاديه اروپا در پروژه Good Food از نانوحسگرهاي قابل حمل براي يافتن مواد شيميايي مضر، پاتوژن‌ها و سم‌‌ها در مواد غذايي استفاده مي‌کنند.
با اين کار، ديگر نيازي به فرستادن نمونه‌هاي مواد غذايي به آزمايشگاه براي تشخيص سلامت و کيفيت محصولات در کشتزارها و کشتارگاه‌ها نيست. همچنين اين پروژه، در حال توسعه به کارگيري زيست تراشه‌هاي DNA براي کشف پاتوژن‌هاست. اين روش مي‌تواند در تشخيص باکتري‌هاي مضر و متفاوت موجود در گوشت يا ماهي و يا قارچ‌هاي ميوه مؤثر باشد. اين پروژه در نظر دارد با گسترش ميکروحسگرهاي رشته‌ا‌ي، بتواند آفت‌کش‌هاي ميوه و سبزيجات را به همان خوبي که شرايط محيطي کشتزارها را کنترل مي‌کند تشخيص دهد. اين نوآوري به نام حسگرهاي Good Food ناميده مي‌شود.

پروژه سرمايه‌گذاري شده اتحاديه اروپا به نام BioFinger که هدف آن، ساخت ابزارهاي ارزان با توان تشخيص آسان در سلامت محيط زيست است، فعاليت ديگري در زمينه آناليز مواد غذايي دارد. در ابزارهايي که از حامل (cantilever) استفاده مي‌کنند، روش بدين صورت است که تيرک (Tip) با ماده شيميايي پوشانده شده و در برخورد با مولکول‌هاي خاصي، سيگنال ايجاد مي‌کنند. BioFinger با استفاده از اين حامل‌ها که به يک ميکروتراشه متصل است کوچک‌تر و قابل حمل مي‌شود.
ارتش آمريکا در حال ساخت حسگرهاي فوق‌العاده‌اي‌است که از آنها در مقابل حمله‌کننده‌ها به مواد غذايي استفاده مي‌شود. در سيستم هاي کنوني چندين روز طول مي‌کشد تا وجود پاتوژن‌ها در مواد غذايي تشخيص داده شود. تشخيص سريع پاتوژن‌ها به وسيله اين حسگرها به زودي باعث فراگير شدن اين فناوري در صنعت مواد غذايي خواهد شد.

محققان دانشگاه بُن در حال ساخت پوشش‌هاي دفع کننده آلودگي براي بسته‌بندي‌ها با استفاده از اثر لوتوس (نيلوفر آبي) (قطره آب از سطح برگ‌هاي نيلوفر آبي مي‌لغزد و در نتيجه هرم‌هاي موم مانند نانومقياس، سطح برگ را مي‌پوشاند) هستند. کشتارگاه‌ها و محل‌هاي فرآوري گوشت نيز مي‌توانند از اين فناوري استفاده کنند. گروه تحقيقاتي دانشگاه انگليسي ليدز دريافتند که نانوذرات اکسيد منيزيم و اکسيد روي باعث از بين بردن ميکروارگانيزم‌ها مي‌شوند. استفاده از اين مواد بسيار ارزان‌تر از نانوذرات نقره است و مي‌توانند کاربرد زيادي در بسته‌بندي مواد غذايي داشته باشند. فناوري شناخت فرکانس‌هاي راديويي (RFID) در بيش از 50 سال پيش توسعه يافت، ولي امروزه اين فناوري راه خود را براي کنترل مواد غذايي در مغازه‌ها پيدا کرده است. در اين فناوري با استفاده از ميکروپردازشگر‌ها مي‌توان داده‌ها را به گيرنده‌هاي بي‌سيم ارسال کرد. امروزه مي‌توان از اين روش براي کنترل اقلام غذايي از انبار تا دست مصرف‌کننده بهره گرفت. برخلاف بارکدها که نياز به اسکن دستي و خواندن يک به يک دارند، برچسب‌هاي RFID نيازي به خوانده شدن خطي نداشته و امکان خواندن تعداد زيادي از آنها در يک ثانيه وجود دارد. فروشگاه‌هاي زنجيره‌اي مانند Wal Mart، Home Depot گروه Metro و Tsco در حال آزمايش اين فناوري هستند. ضعف اصلي اين روش، افزايش هزينه توليد است که نتيجه ساخت سيليکوني آن مي‌باشد. با ترکيب فناوري‌نانو و الکترونيک (نانوترونيک) اين برچسب‌ها ارزان‌تر و کاراتر شده، همچنين پياده‌سازي آنها آسان‌تر مي‌شود.

گروهي از دانشمندان شمال اروپا، کنسرسيوم نانوغذايي را با هدف توسعه کاربردهاي فناوري‌نانو دراين صنعت و با تأکيد بر مواد غذايي سالم و مطمئن تشکيل داده‌اند. اين مجمع، متشکل از شرکت‌هاي Arla Foods, Danisco A/S, Ar hus United A/S, Danish Crown amba و مرکز ميان رشته‌اي نانوعلوم است.

با تأکيد بر فراهم آوردن مواد غذايي سالم براي مشتريان، اولويت‌هاي اين کنسرسيوم عبارت از توسعه حسگرهايي که قادر به تشخيص سريع سم در ترکيبات و يا باکتري‌هاي مضر در نمونه‌هاي غذايي باشند، گسترش سطوح ضد باکتري براي ماشين‌هايي که در توليد مواد غذايي به‌کار مي‌روند، گسترش ساخت پوشش‌هاي محکم‌تر و ارزان‌تر، توليد مواد غذايي با ترکيبات خوراکي سالم‌تر مي‌باشد.

تحقيقات مرکز دانمارک در بخش پژوهش‌هاي پيشرفته غذايي (LMC) که از همبستگي مؤسسات دانمارکي فعال در زمينه علوم غذايي تشکيل شده‌اند، برنامه‌هاي خود را در چارچوب هفتمين برنامه خود به صورت زير اعلام مي‌دارد:
- درک پايه‌اي از مواد غذايي و تغذيه حيوانات براي نوآوري هوشمند؛
- سيستم‌هاي زيست‌شناسي در تحقيقات غذايي؛
- بازنگري زيستي در بخش محصولات غذايي؛
- پيشرفت‌هاي فناوري؛
- علم مواد خوراکي؛
- نوآوري‌هايي بر اساس نياز مشتري و ارتباطات غذايي.
آنها معتقدند تمرکز روي اين برنامه‌ها مي‌تواند موجب دستيابي کامل و چند جانبه در تحقيقات و توسعه مواد غذايي در اروپا شود. همچنين اميدوارند از نانوموادي با ويژگي‌هاي کاربردي به منظور استفاده در نانوحسگرها و فناوري ‌نانوسيالات در صنايع غذايي استفاده کنند. پيشرفت در مواد بسته‌بندي هوشمند، امکان کنترل شرايط محصولات در طول حمل و نقل و استفاده از روش‌هاي بسته‌بندي مبتني بر زيست‌شناسي را براي ما مهيا مي‌سازد.

ارسال شده توسط : محقق سایت - ٩  بهمن , ١٣٩٠