النانو تكنولوجي في صناعة الأغذية بين الحاضر والمستقبل

بقلم: الدكتور/ زينب محمد عبد الحميد

باحث أول – صحه الأغذية بمعهد بحوث الصحة الحيوانية بأسيوط

انتشر استخدام النانو تكنولوجي كإحدى الطرق لتطوير صناعة الغذاء واستخدام هذه التكنولوجيا في مجابهة مسببات الأمراض البكتيريه المنقوله بالغذاء وخاصة مع تزايد مقاومه البكتيريا الممرضة للمضادات الحيوية والتي يصعب معها علاجها والتي زاد انتشارها عن طريق الأغذيه ومنها على سبيل المثال اللحوم المصنعه التى تعتبر بيئة جيدة لتكاثر البكتيريا نظرا لعدم اتباع الممارسات الجيده اثناء النقل اوالتخزين والتداول, في شريحه كبيره من المستهلكين وخاصه اصحاب المناعة المنخفضة أو الأمراض المزمنه.

* علم النانـــو

   هو علم يتعامل مع المواد في مستواها الذري والجزيئي بمقياس لا يزيد عن مائه نانو متر (النانومتر هو جزء من ألف مليون من المتر)  ويطلق عليها أحيانا تقنية النانو والتي تهتم باكتشاف ودراسة الخصائص المميزه لمواد النانو  أوما يعرف بتقنيه المواد المتناهية في الصغر ( التكنولوجيا المجهرية الدقيقة) وهي تعطينا القدره على التحكم المباشر في المواد و الاجهزه التي ابعادها تقل عن مائه نانو متر وذلك بتصنيعها ومراقبتها ودراسه خصائصها الفيزيائية والكيميائية الدقيقة مما يقود إلي نهج جديد يعتمد على حجم الجسيمات.

إن لتقنية النانو مستقبلاً عظيماً في جميع المجالات الطبية والعسكرية والمعلوماتية والإلكترونية والحاسوبية والبتروكيميائية والزراعية والحيوية وغيرها، والواقع أن وجودها يعود إلي فتره ليست بالقصيرة ، حيث من المعروف أن الأنظمة البيولوجية في الكائن الحي تقوم بتصنيع بعض المواد  المتناهيه الصغر والتي تصل إلي حدود مقياس النانو فالخلايا الحية تعد مثالاً مهما لتقنية النانو الطبيعية حيث تُعد الخلية مستودعاً لعدد كبير من المواد البيولوجية بحجم النانو ويتم تصنيع البروتينات داخلها على شكل خطوط مجتمعة بحجم النانو تسمى ليبوزومات ثم يتم تشكيلها بواسطة جهاز نانوي آخر يسمى جولجي بل إن الإنزيمات هي بنفسها تعد آلة نانوية تقوم بفصل الجزيئات أو جمعها حسب حاجة الخلية وأدى ذلك إلي دعم عالمي سخي واسع لأبحاث النانو في السنوات الأخيرة.

هنالك العديد من الصعوبات التي تحتاج للمزيد من البحث من أهمها إمكانية الوصول إلي طرق إقتصادية وعملية لتحضير مواد نانوية مختلفة بشكل تجاري لاستخدامها في التطبيقات المختلفة.

یصف مصطلح (Nanofood)  الأغذیة التي تم زراعتھا أو معالجتھا أوإنتاجھا وتعبئتھا باستعمال تقنیة النانوفمثلا ً في مجال الزراعة قد یتم استعمال مبیدات حشریة نانویة أوفحص التربة بحساسات نانویة وفي معالجة الأغذیة قد تستعمل ھذه التقنیة لإبعاد نكھة أو رائحة غیر مرغوبة كما قد تستعمل ھذه التقنیة في تغلیف الأغذیة وحمایتھا من المیكروبات والكشف عن الملوثات فیھا.

وهناك عدة اسباب لاستخدام تلك التقنية في مجال صناعة الغذاء ومن اهمها:

• 1- قدرة تقنية النانو في التأثير على جوانب عدة لتحسين الامن الغذائي أثناء تصنيع وتجهيز وشحن المنتجات الغذائية من خلال أجهزة الاستشعار للكشف عن العوامل المسببة للأمراض والملوثات سواء بكتيرية كانت او كيميائية.

• 2- معالجة الغذاء بتكنولوجيا النانو تزيد من  فتره صلاحيه المنتج.

• 3- ساهم وبشكل كبير في تطوير الصناعات الغذائية والحد من تلوثها وانتاج أغذية ذو نكهات مميزة.

**حديثا أصبحت تطبیقات تقنیة النانوفي الأغذیة متواجده في مجالات واعده منها على سبيل المثال:

• تغلیف وتعبئة الأغذیة بمواد بولیمریة نانویة

• مضادات میكروبیة نانویة

• الحساسات والمستشعرات النانویة للكشف عن الملوثات في الأغذیة

أولا ً : تغلیف وتعبئة الأغذیة بمواد بولیمریة نانویة

يتم تغلیف الأغذیةً التي لن یتم استھلاكھا مباشرة لحمایتھا من الضوء والغازات والرطوبة والعديد من العوامل الممرضة

وتعد نفاذیة مادة التغلیف وھجرتھا وتداخلھا مع المادة الغذائیة أھم مشاكل التغلیف والتعبئة وھذا یتعلق بطبیعة مادة التغلیف والمادة الغذائیة مع الأخذ في الاعتبار أنه لا یوجد مادة غیر منفذة بالكامل للھواء والرطوبة.

• ويقصد بالتغلیف بالمواد البولیمریة النانویة (Polymer nanocomposites:PNCs) هو بعثرة المالئ النانويNanofiller)  ( ولوحظ أن ھذه البولیمرات النانویة لها تأثير جيد  في الحد من مشاكل الھجرة والنفاذیة بشكل أفضل

ثانیا ً : المضادات المیكروبیة النانویة

ثالثاً: المستشعرات النانویة Nanosensors

یستطیع المستھلك مباشرة أن یمیزالمنتجات الطازجة من الفاسدة كما في اللحوم من خلال رائحتھا أو لونھا ولكن في حاله المنتجات المغلفة فإن مواد التغلیف تعیق تمییز الخصائص الحسیة للمنتج عندھا یعتمد المستھلك على الملصق المدون عليه تاریخ الصلاحیة وتخزینھا.

وتعتبر المستشعرات النانویة الأفضل فلها القدرة على إكتشاف أي تلوث كیمیائی وتكون الغازات وكذلك العوامل الممرضة وتستجیب لأي تغیرات تحدث في الأوساط البیئیة وبالتالي تعد مفیدة في مراقبة الجودة وتحسین سلامة الغذاء والمستھلك .

مستقبل الأغذیة النانویة

توصف أغذیة المستقبل التي سنتناولھا بحال أصبحت نانویة البنیة بأنها ستكون أغذیة بشكل جزیئي تتواجد على هيئة كبسولات أوسوائل و تحتوي على كمیات منخفضة من الملح والسكر والدسم .

• وتعد أبرز میزاتھا أنها:
  ستوفر من مساحات الأراضي المزروعة

  ستنھي بشكل كبيرمشاكل الأمراض المنقولة بالغذاء

  ستحد من المجاعة وسوء التغذیة

  الجمیع حول العالم سیكون له نصيب من الغذاء والأمن الغذائي

لكن یبقى تغلیف الأغذیة وكشف الملوثات ھي التطبیقات الواعدة لاستخدام تقنیة النانو في الأغذیة وذلك للتقليل من مخاطرإنتشار التسممات الغذائيه المتكرره ويدعم مثل هذه الصناعات الغذائيه ويثرى الاهمية الاقتصادية لها مع مواكبة لمتطلبات الوقت الحالي وازدهار الصناعة في مصروالعالم.