چهارشنبه ٠٢ بهمن
ارتباط با ما
آمار بازدید
 بازدید این صفحه : 403453
 بازدید امروز : 104
 کل بازدید : 18635223
 بازدیدکنندگان آنلاين : 7
 زمان بازدید : 1.0921
صفحه اصلی > وب دا همدان > آرشيو اخبار > اخبار سلامت  


  چاپ        ارسال به دوست

کاربرد نانو تکنولوژی در کشاورزی و بسته‌بندی مواد غذایی

در کشور‌مان به دلالت آمار بیش از نیمی از محصولات کشاورزی در فرایندهای تولید، حمل و نقل و انبارداری از بین می‌رود و همچنین آمار بالایی از شکایت مصرف‌کنندگان به فساد زودتر از موعد مواد غذایی و قبل از انقضای مهلت مصرف آنها اختصاص دارد. به عنوان مثال شیر پاستوریزه با مهلت سه روز مصرف در نخستین روز این مهلت از مغازه‌ها خریداری و مصرف‌کننده در هنگام باز کردن آن در منزل متوجه ترشیدگی آن می‌شود.

در این چرخه معیوب مشخص نمی‌شود که آیا کارخانه در تولید محصول قصور کرده است و یا شرایط نگهداری در مغازه‌ها باعث فساد محصول شده است. اینها و دلایل متعدد دیگر باعث شده تا محققین صنایع غذایی از بسته‌بندی‌های نسل جدید در بسته‌بندی مواد غذایی یاری بجویند.

 از جدید‌ترین روشهای بسته‌بندی مواد غذایی و محصولات کشاورزی می‌توان به استفاده از فناوری نانو اشاره کرد.

 از مزیت‌های این فناوری می‌توان به افزایش عمر انباری، حفظ کیفیت محصول در طول حمل و نقل، توانایی افزایش کیفیت محصولات بعد از برداشت و افزایش ضریب اطمینان مصرف‌کننده در زمان خرید اشاره کرد.

به طور کلی نسل جدید بسته‌بندی‌ها را مي‌توان به دو دسته کلی تقسيم کرد؛ دسته اول که بسته‌بندی فعال نامیده می‌شوند و حاوي موادي هستند كه داراي عملكردي خاص هستند و می‌توانند رشد میکرو‌ارگانیسم‌ها را در درون فضای بسته‌بندی مهار کنند مانند بسته‌بندي‌هايي كه از ورود اكسيژن و فساد غذا جلوگيري مي‌كنند همچنین فضای موجود در بسته‌بندی از گازهایی مانند دی‌اکسید کربن، نیتروژن و ... پر شده و فساد فعالیت میکروبی را مهار می‌کند. اما دسته دوم بسته‌بنديهاي هوشمند هستند كه به تغييرات محيط واكنش نشان مي‌دهند. این نوع بسته‌بندی‌ها دارای حسگر‌هایی هستند که نسبت به تغییرات شیمیایی و میکروبی واکنش نشان داده و با تغییر رنگ بسته‌بندی، مصرف‌کننده را از تغییرات ماده غذایی درون بسته‌بندی مطلع می‌کنند. بنابراین در آینده نزدیک کارخانه‌ها از درج تاریخ تولید و انقضا بر روی بسته‌بندی‌ها بی‌نیاز شده و یک شاخص بسیار صادق از آخرین وضعیت فساد ماده غذایی در داخل بسته‌بندی برای مصرف کننده حکایت می‌کند. یکی از انواع این حسگر‌هایی که در بسته‌بندی‌های جدید به کار می‌رود نانو ذرات هستند.

نانو ذره چیست؟

نانو تکنولوژی علم تغییر، دستورزی و قرار دادن ذرات در اندازه‌های نانو به منظور ساخت ابزارهای مورد استفاده بشر است. امروزه این علم در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود.

 نانو، به ذرات بین 10 تا 100  نانومتر گفته می‌شود. نانوتکنولوژی نخستین بار در سال 1956 توسط ریچارد فینمن معرفی شد. وی بیان کرد در مقیاس نانو می‌توان تعداد زیادی مولکول را در شکل و ابعاد مشخص روی هم قرار داد و از خواص ویژه آنها بهره جست، همچنین می‌توان ذرات بزرگتر را به ذرات کوچک با ویژگی‌های مورد نظر تبدیل کرد.

Richard Feynman  اعتقاد داشت تولید ذرات و حتی ابزار در اندازه‌های نانو دور از انتظار نیست. در علم نانو به ذرات کوچکتر از 100 نانومتر نانوذره (نانوپارتیکل)‏، ذرات کوچکتر از 1000 نانومتر( میکرون ) را زیرمیکرو پارتیکل و ذرات بزرگتر از 1000 نانومتر را میکروپارتیکل می‌گویند. همچنین ذرات نانو را از لحاظ شکل ظاهری به چند دسته شامل نانو ذرات با شکل مسطح که تک‌بعدی هم گفته می‌شوند، نانوذرات لوله‌ای شکل یا دوبعدی و نانوذرات با شکل چندبعدی سه بعدی تقسیم می‌‌شوند.

ویژگی‌های نانو

هرچه به مقیاسهای نانو نزدیک شویم، نسبت سطح به حجم مواد افزایش می‌یابد، در این حالت تعداد ملکولهای موجود در سطح نسبت به درون ذره افزایش می‌یابند این عامل سبب می‌شود که مولکولهایی که در سطح قرار دارند فعالتر شوند. قدرت برقراری پیوند در این مولکولها افزایش می‌یابد و در صورت وجود خاصیت کاتالیزوری، این ویژگی افزایش می‌یابد.

مساحت زیاد، عاملی کلیدی در کارکرد کاتالیزوها است به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می‌توان کارایی کاتالیزورهای شیمیایی را به نحو مؤثری بهبود بخشید و یا در تولید نانوکامپوزیت‌ها با استفاده از این مواد، پیوندهای شیمیایی مستحکم‌تری بین ماده زمینه و ذرات برقرار شده و استحکام آن به شدت افزایش می‌یابد.

 علاوه بر این، افزایش سطح ذرات، فشار سطحی را کاهش داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم‌های ذرات می‌شود. تغییر در فاصله بین اتم‌های ذرات و نسبت سطح به حجم بالا در نانوذرات، تأثیر متقابلی در خواص ماده دارد.

تغییر در انرژی آزاد سطح، پتانسیل شیمیایی را تغییر می‌دهد. این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تأثیرگذار است. به محض آنکه ذرات به اندازه کافی کوچک شوند، شروع به رفتار مکانیک کوانتومی می‌کنند.

کاربرد نانو در کشاورزی

فناوري ‌نانو مي‌تواند در خط توليد به منظور ايجاد ريزحسگرها و ماشين‌هاي تشخيص به‌كار رود و توليد غذاهاي فاقد آلودگي را تضمين كند. اين نانوابزارها در تشخيص ميكروب‌هاي مضر و تعيين زمان ماندگاري محصول نيز كاربرد دارند و به نظر می‌رسد بتوانند به مديران در اتخاذ تصميمات راهبردي مانند انتخاب بهترين روش حمل و نقل و انبار محصولات كمك ‌كنند.

گزارش‌های زیادی در رابطه با تاثیر آنتی ضد باکتریایی نانو ذرات منتشر شده است. گزارش شده نانو ذرات نقره می‌توانند از رشد باکتری‌ها در انتهای ساقه گلهای بریده جلوگیری کنند و عمر گلجایی را افزایش دهند.

بسته‌بندی نانو

امروزه استفاده از فناوري نانو در صنايع بسته‌بندي غذا شروع شده  است. اين بسته‌بندي‌ها هوشمند هستند و به تغييرات محيط واكنش نشان مي‌دهند (مثل شناسايي پاتوژنها). در آینده نزدیک کارخانه‌ها از درج تاریخ تولید و انقضا بر روی بسته‌بندی‌ها بی‌نیاز شده و یک شاخص بسیار صادق از آخرین وضعیت فساد ماده غذایی در داخل بسته‌بندی مصرف کننده را مطلع می‌کند.

یکی از انواع این حسگر‌ها که در بسته‌بندی‌های جدید به کار می‌رود نانو ذرات هستند. به عنوان مثال بر روی بسته‌بندی جمله‌ای را خطاب به مصرف‌کننده خواهید دید که : "مصرف کننده محترم رنگ بسته‌بندی این محصول در زمان مصرف باید به رنگ سفید باشد در صورت تغییر رنگ به رنگ قرمز از مصرف آن خودداری کنید." بنا بر این فساد ماده غذایی در مرحله‌اي از آن مشخص می‌شود و دیگر مقصر اصلی فاسد شدن محصول  از پذیرش تقصیر خود طفره نمی‌رود. نانو مواد مورد استفاده در بسته‌بندی‌ها به پنج گروه شامل نانولوله‌ها، نانوکپسولها، نانورسها(nano clay)، نانو فیلم‌ها، نانو مواد خوراکی تقسيم مي‌شوند.

نمونه‌ای از بسته‌بندی نانو (بسته بندی هوشمند)

تولید جاذبه‌ای گاز اتیلن (گازی که در زمان رسیدن برخی میوه‌ها از میوه متصاعد می‌شود و می‌تواند شرایط فساد میوه را تسهیل کند) در اندازه‌های نانو و کاربرد آنها در بسته‌ها، استفاده از نانو ذرات ضد باکتری، قارچ... و استفاده آنها در بسته‌بندی اضافه کردن مکمل‌ها، ویتامین‌ها.. در کاهش ضایعات کشاورزی و همچنین حفظ کیفیت محصول بسیار موثر است.

 از طرفی نفوذپذیری بیشتر نانو فیلمهای نسبت به فیلمهای عادی و تک لایه بودن آنها می‌تواند سبب کاهش مصرف مواد اولیه پلیمری به میزان 75 درصد شود. همچنین عدم نیاز به دستگاه‌های تولیدی فیلم‌های چند لایه در نهایت کاهش قیمت تمام شده محصول و به دنبال آن افزایش راندمان تولید را در بر دارد.

نویسنده: محمدرضا مرادی

کارشناس مسئول نظارت بر مواد آرایشی و بهداشتی


٠٩:٢٤ - شنبه ٢٣ فروردين ١٣٩٣    /    شماره : ١٦٤٦٥    /    تعداد نمایش : ٢٦٧٣


نظرات بینندگان
این خبر فاقد نظر می باشد
نظر شما
نام :
ایمیل : 
*نظرات :
متن تصویر: