نارنجک‌های میکروسکوپی به جنگ سلول‌های سرطانی

دانشمندان با نارنجک‌های میکروسکوپی به جنگ سلول‌های سرطانی می‌روند

ارسال شده توسط: عرفان انبار۱۳ آبان ۹۴ ساعت ۱۰:۲۹دیدگاه‌ها برای دانشمندان با نارنجک‌های میکروسکوپی به جنگ سلول‌های سرطانی می‌روندبسته هستند

گروهی از دانشمندان به تازگی نارنجک‌های میکروسکوپی ساخته اند تا آنها را به جنگ سلول های سرطانی بفرستند ! این نارنجک‌های میکروسکوپی پس از رسیدن به سلول سرطانی ، محتویات سمی خود را تخلیه کرده و باعث نابودی آنها می شوند.

نارنجک های طراحی شده توسط آنها لیپوزوم (حباب های ریز چربی) هستند که داروهای سمی لازم را در داخل بدن حمل خواهند کرد.هدف از طراحی این شیوه پرهیز از عوارض جانبی انتشار این مواد سمی در سایر نقاط غیر از سلول های سرطانی است.کارشناسان گفتند که این فناوری که در آزمایش های حیوانی موفق بوده، از اهداف مهم پزشکی نانو است.این حباب های چربی توانایی زیادی در حمل و نقل مواد در داخل بدن دارند و برای همین مورد علاقه متخصصان سرطان هستند.

پروفسور کوستاس کوستارلوس از دانشگاه منچستر می گوید :

مشکل اینجاست که وقتی این حباب ها به مقصد رسید چطور آنها را منفجر کنیم؟

آزمایشگاه پزشکی نانو (نانومدیسین) در منچستر لیپوزوم هایی طراحی کرده که در دمای عادی بدن کاملا محفوظ می ماند (به اصطلاح آب بندی شده) اما وقتی دمای آن به ۴۲ درجه سانتیگراد می رسد سر باز می کند.

پروفسور کوستارلوس می گوید:‌

چالش پیش رو برای ما این است که برای ساختن لیپوزوم هایی تلاش کنیم که در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد کاملا پایدار باشند و ملکول های مواد ضدسرطانی از آنها نشت نکند، اما آن را در دمای ۴۲ درجه ناگهان منتشر کند.

او می گوید که برای گرم کردن حباب ها در جاهایی مثل پوست، سر یا گردن که مبتلا به سرطان شده می توان از تشکچه های گرمازا استفاده کرد.برای داخل بدن می توان از میله های مخصوص پزشکی استفاده کرد و همچنین بحث از بکارگیری اولتراسوند برای گرم کردن تومورها در میان است.

در آزمایش های اولیه به روی موش مبتلا به ملانوما (سرطان پوست) استفاده از این نارنجک ها باعث رسیدن مقدار خیلی بیشتری داروی ضدسرطانی به تومور شد. و این به “پیشرفت نسبی” در کاهش موارد مرگ منجر شد.

پروفسور کوستارلوس گفت که هم اکنون تکنیک های مشابه در بیماران آزمایش می شود و این شیوه “نه مربوط به خیالات بلکه واقعی است.”

پروفسور چارلز سوانتون رئیس کنفرانس موسسه ملی تحقیقات سرطان گفت:‌

این شیوه هنوز در مراحل اولیه است اما این لیپوزوم ها می تواند راهی موثر برای هدف گرفتن سلول های سرطانی و تنها گذاشتن سلول های سالم باشد.

این تیم یافته های خود را هفته آینده در کنفرانس موسسه ملی تحقیقات سرطان ارائه خواهد کرد.

نانو فناوری در صنایع غذایی

نانو فناوری یکی از جدید ترین علومی است که در سه شاخه مرطوب ، خشک و محاسبه ای اینده زندگی بشر را دگرگون خواهد ساخت . یکی از مهمترین زمینه های تاثیر گذاری نانو فناوری در زندگی انسان ، علم غذا است که به دلیل احتیاج روزمره و دائمی انسان به غذا هر گونه تغییر و تحو لی در ان نقش به سزایی در تغییر کیفیت زندگی انسان خواهد داشت . لذا به منظور تبیین جایگاه نانو فناوری و نانو علم در علوم غذا و صنایع این مقاله نوشته شده است .

نانو فناوری و نانو علم از پتا نسیل قوی برای بهبود اقتصاد و استاندارد های زندگی بشر برخودار است و کاربرد ان در حوزه های مختلف از جمله ساخت مواد ، الکترونیک و رایانه ، پزشکی و بهداشت ، امنیت ملی و دفاعی و غیره روز به روز بیشتر می شود . مهمترین ابزار نانو فناوری ساخت نانو مواد است که در شاخه های مختلف علوم از جمله علوم غذا کاربرد دارند . از جمله کاربرد های نانو مواد در علوم غذا و صنایع غذایی ، می توان به بسته بندی ، تولید غذا های ملکو لی ، برچسب گذاری و پایش ، افزودنی های غذایی ، غذا های دارای انتشار مخصوص در بدن و روکش کردن انزیم ها اشاره نمود .

بر اساس نظر غالب پژوهشگران نانو فناوری و نانو علم ، دستیابی به فناوری نانو یکی از پایه های تحیکم استقلال و امنیت ملی کشور ها است . جایگاه نانو فناوری در علوم غذا از دو جنبه سلامت غذا و تغذیه و نیز مبارزه با گرسنگی اشکار و پنهان قابل بررسی می باشد . با تو جه به ضرورت اشنایی دانشجویان و پژوهشگران رشته های و ابسته به علو م غذا ، تدریس مبانی کاربردی نانو فناوری در دور ه های تحصیلات تکمیلی رشته های وابسته به علو م غذا همچون علوم صنایع غذا یی ، دامپزشکی و تغذیه توصیه می گردد.

کاربد های نانو فناوری در صنایع غذایی :

صنعت غذا نیز همانند سایر علوم و صنایع تحت تاثیر دگرگونی های حاصل از پیشرفت نانو فناوری قرار می گیرد و در اینده بسیار نزدیک نحوه تولید ، فراوری و توزیع مواد غذایی تغییرات شگرفی خواهد نمود . در قسمت زیر به برخی از رایج ترین این کاربرد ها اشاره میشود :

 -1بسته بندی

امروزه بسته بندی و پالایش مواد غذایی یکی از عمده ترین زمینه هایی است که به صورت ((هوشمند )) در امده اند واین بدان معنا است که این بسته ها به شرایط محیطی واکنش نشان می دهند ، یا در صورت خراب و سوراخ شدن خود را تعمیر و ترمیم می کنند و یا حتی مصرف کننده را نسبت به وجود الودگی و یا حضور عوامل بیماریزا در بسته ، اگاه می سازند . در حال حاضر پژوهشگران هلندی در زمینه بسته بندی های هوشمند یک گام به جلو برداشته اند . انها بسته بندی هایی را طراحی کرده اند که به محض شروع فساد در ماده غذایی داخل بسته ، از خود ماده نگهدارنده ازاد می کند . این نوع بسته بندی که (( ازاد شدن به دستور )) نام دارد توسط یک سوییچ زیستی ، که به روش نانو فناوری ساخته شده فعال می شود .

از دیدگاه ارتش امریکا تولید سنسور های کوچک برای جستجوی عوامل بیماری زا ی غذا جزء اولویت امنیت ملی محسوب می شود . با فناوری های فعلی ، ازمایش الودگی میکروبی موادغذایی ، بین دو تا هفت روز طول می کشد . همچنینی حسگرهایی که امروزه وجود دارند برای حمل ونقل بسیار بزرگ هستند . چندین گروه از پژوهشگران در ایالات متحده در حال تحقیق در زمینه تکامل حسگرهای زیستی هستند که عوامل بیماریزا را سریع و اسان جستجو می کند. دلیل انها برای این چنین تحقیقاتی این است که معتقدند (( ابر حسگر ها )) نقش بسیار تعیین کننده ای در برابر حملات تروریستی به انبار های غذا یی ایفا می کنند .

مواد بسته بندی ضد میکروب نیز از دیگر دستاورد های نانوفناوری در صنعت بسته بندی مواد غذایی است و حتی در اینده می توان مواد ضد میکروب را به صورت مستقیم ، به فیلم های بسته بندی وارد نمود .

همچنین با استفاده از لایه ی نانو کامپوزیتی می توان تعامل اکسیژن خارج ازبسته بندی را با غذا کاهش و یا طعم دهنده ها و نگهدارنده های غذا را افزایش داد. با استفاده از نانو حسگر ها می توان عوامل بیماریزا ، تغییرات دمایی ، ترشح و غیره را در داخل بسته تشخیص داد .

2- تولید غذا های ملکولی

پژوهشگران بر این باور هستند ، که در اینده مهندسی ملکولی امکان تهیه و رشد مقادیر زیاد غذا را بدون نیاز به خاک، بذر ، مزرعه وکشاورز فراهم می کند و با ورود این فناوری ، گرسنگی از جهان رخت بر خواهد بست . با این تفکر به جای کاشت غلات و پرورش گاو ها برای بدست اوردن کربوهیدرات ها و پروتئین ، نانو ماشین ها با همان نانو بوت ، استیک یا ارد مورد نظر ما را از اتم های کربن ، هیدروژن و اکسیژن موجود در ترکیب اب یا دی اکسید کربن هوا می سازند . همچنین نانو بوت های موجود در غذا در دستگاه گردش خون به حرکت در می ایند و ان را از بقایای چربی و بیماری زای کشنده پاک می کنند. تولید ملکولی غذا یکی از اهداف و ارزوهای نانو فناوری است و به نظر می رسد که چندان به سرعت دست یافتنی نباشد . با استفاده غذا های ملکولی می توان گرسنگی را ریشه کن نمود ، محتوای تغذیه ای مواد غذایی را افزایش داد و خطر مواد حساسیت زا را در مواد غذایی حذف کرد .

مهندسین بافت در دانشگاه تور و شهر نیو یورک و دانشگاه علوم پزشکی کا رولینای جنوبی ایالات متحده امریکا در حل تجربه تولید گوشت با استفاده از غوطه سازی یاخته های میوپلاست ( یا همان ماهیچه ) ماهی در یک مایع مغذی برای تحریک تقسیم و تکثیر خود به خود یاخته هستند . اولین هدف این پژوهش، جلوگیر ی از گرسنگی فضانوردان در سفره های فضایی است .

3- برچسب گذاری و پایش

امروزه برچسب گذاری تحت عنوان RFID که مخفف عبارت برچسب شناسایی با فرکانس رادیو یی می باشد ، ساخته شده است . این برچسب ها یک تراشه مدار مجتمع می باشند که دارای یک مدار رادیوی و یک کد شناسایی تعبیه شده که در داخل خود هستند . مزیت برچسب RFID ،ان قدر کوچک است که می توان ان را داخل خود محصول و نه روی بسته بندی جاسازی کرد . این برچسب قابلیت ذخیره سازی اطلاعات بیشتری دارد و از فاصله دور هم قابل اسکن است ( مثلا از روی جعبه های کارتن یا سایر بسته بندی ها ) ، همچنین تعداد زیادی برچسب را می توان به طور همزمان اسکن کرد . این برچسب را متوان به گوش حیوان وصل نمود و یا ان را به بدن حیوان تزریق کرد . اندازه کل برچسب حدود یک ذره خاک است . تولید کنندگان این فناوری معتقدند که (( هر نوع وسیله ای را می توان در هر در مکانی به طور خودکار شناسای نمود )).

با استفاده از برچسب های RFID بر روی بسته بندی مواد غذایی ، صندوقدار می تواند لحظه خرید یک مشتری را کنترل و همچنین اگر هر کدام از محصولات ، تاریخ مصرفشان گذشته بود به مشتری یاد اوری نماید . بر چسب های RFID حتی پس از این که محصول غذایی فروشگاه را ترک کرد . اطلا عات را به فروشگاه ارسال می نمایند . این امر باعث می شود فروشندگان از رفتار مشتریان با ماده غذایی اگاه شوند .

برچسب های دیگری در مقیاس نانو طراحی شده اند که مشابهت بیشتری با UPC code دارند که به انها (( نانو بارکد )) گفته می شود . این برچسب از فاصله یک متری بار کد خوان خود کار ، خوانده می شوند که این روش برای خواندن بار کد در بنادر مناسب است .

برچسب گذاری مواد غذایی با روش های ذکر شده فوق به این معنی است ، که غذا تا چنگال مصرف کننده در مراحل فراوری حمل ونقل ، غذا خوری ها ، قفسه فروشگاه و حتی پس از خرید مشتریان توسط انها پایش میشود.

4- افزودنی های غذایی در مقیاس نانو

برای مثال شرکت باسف یک نوع کارتنوئید در مقیاس نانو تولید کرده است . کارتنوئید ها یک نوع افزودنی غذایی هستند که به غذا ها رنگ نارنجی می دهند و به طور طبیعی در هویج و گوجه فرنگی وجود دارند . بعضی از انواع کارتنویئد ها انتی اکسیدان می باشند و در بدن به ویتامین A تبدیل می شوند . شرکت BASF این کاروتنوئید را در مقیاس نانو ، به شرکت های بزرگ تولید کننده غذا و نوشابه در سراسر جهان می فروشد تا در لیموناد ها ، ابمیوه ها ، و مارگارین ها مورد استفاده قرار گیرد .

فرمو لاسیون افزودنی ها در مقیاس نانو جذب انها را در بدن راحت تر کرده ، همچنین زمان نگهداری انها را افزایش می دهد . شرکت BASF همچنین کاروتنوئید صنعتی دیگری به نام لیکوپن به عنوان یک افزودنی غذایی تولید کرده است . لیکوپن به طور طبیعی در گوجه فرنگی وجود دارد .

امروزه از دی اکسید تیتانیوم تولید شده در مقیا س نانو ،در پوشش های شفاف پلاستیکی مواد غذا یی به عنوان محافظت کننده از اشعه ماورای بنفش استفاده می شود . این ماده در سال 1966 توسط FDA در مقیاس میکرون به عنوان یک رنگ افزودنی غذایی به شرط انکه در یک درصد ماده غذایی تجاوز ننماید تائید شده است و رنگ سفید درخشانی را به عنوان روکش بیسکوئیت ها و کیک ها ایجاد می کند . در مقیاس نانو این ذرات دیگر سفید نیستند بلکه شفاف می باشند .

دی اکسید سیلیکون که به نام سیلسکا نیز شناخته می شود در مقیاس نانو به عنوان (( پوشش غیر الی خوراکی )) برای جلوگیری از رسیدن اکسیژن و رطوبت به محصولات غذایی زیر پوشش به کار می رود و بنابراین باعث افزایش مدت ماندگاری انها می شود . این پوشش از چسبیده شدن ابنبا ت های سخت به یکدیگر ، بیات شدن کلوچه ها و وارفتن غلات صحبانه ای در شیر و سایر موارد مشابه جلوگیری می کند . ضخامت پوشش مناسب برای این نوع مواد غذایی 0/5 تا 20 نانومتر است .

 5- غذا های دارای انتشار مخصوص در بدن

برای اینکه بدن ما بتواند از انتشار اجزای غذا در ان سود ببرد ، چه جزء ویتامین C حاصل از یک سیب و یا لیکوپن صنایع داخل لیموناد با شد ، ماده مغذی باید به محل خاصی از بدن رفته و وقتی به انجا رسید فعال شود . کنترل و مهندسی انتشار مواد مغذی در بدن یکی از زمینه های تحقیقا تی نانو فناوری است . این مواد غذایی که (( غذا و دارو نامیده می شوند اجزای فعالشان توسط نانو کپسول در بدن توزیع می گردد . زیرا یکی از را ه های حفظ یک جز ء فعال غذایی ، قرار دادن ان در یک پوشش محافظ است . این پوشش را می توان طوری طراحی کرد که با تحریک شدن توسط محرک مناسبی حل شده و ماده فعال داخل ان از طریق پوشش انتشار یابد . به عنوان مثال موسسه غذایی جورج وستون در استرالیا نوعی نان به نام نان (( تیپ تاپ اپ )) تولید کرده که حاوی روغنی از اسید چرب امگا 3 حاصل از ماهی تن می باشد . اما روغن ماهی تن در داخل میکرو کپسول قرار داده شده است و بنابراین مصرف کننده طعم روغن ماهی را حس نمی کند و فقط وقتی این روغن به معده رسید و کپسول هضم شد ازاد می شود . چنین فناوری ، در مورد ماست و غذای کودک به کار گرفته شده است .

با استفاده از نانوکپسول از جنس پلیمر خوارکی می توان مزه و بوی ملکو ل های غذا را از تخریب تدریجی حفظ نمود و با این روش مدت زمان ماندگاری محصول را ، افزایش داد .

تعدادی از شرکت های غذایی بر روی غذا های دارای تداخل کار می کنند که بنا به تقا ضا ی مصرف کننده ویژگی ان تغییر می یابد . به عنوان مثال نانو کپسول های که دیواره انها در بسامد های مختلف مایکروویو تخریب می شود و بنا به تنظیم سوییچ مایکروویو توسط مشتری ، طعم و رنگ ان تغییر می کند .

شرکت کرافت نیز بر روی حسگر های کار می کند که کمبود های غذا یی اشخاص را تشخیص می دهند و سپس از طریق غذا های هوشمند ، که ملکو ل های مورد نیاز تغذیه ای را ازاد می کنند به این کبود ها پاسخ می دهند . بعضی از  تولید کنندگان لوازم ارایش نیز به دنبال تولید غذای ارایش کننده میباشند که با استفاده از (( نانوزوم ها )) پس از خوردن ماده غذایی در پوست از داخل بدن سوراخ های بسیار ریز ایجاد شده و مواد مورد نیاز ان مثال ویتامین E به پوست وارد می شوند .

6- روکش کردن انزیم ها

یکی از دغدغه های شرکت های صنایع غذایی جهان ، نگهداری غذا و مصون نگهداشتن ان از اسیب انزیم ها است . اگر بتوان به روشی انزیم ها را از محیط غذایی دور کرد فرایند فساد مواد غذایی به تاخیر می افتد . با استفاده از نانو فناوری می توان با روکش کردن انزیم ها ، انها را از محیط فعالیت دور کرده ، مانع از اثر انها شد . یکی از این روش ها ، روکش کردن انزیم توسط یک ساختار پلیمری است . در این روش یک شبکه نانوکامپوزیتی را با فرایند پلیمریزاسیون در اطراف هر ملکول انزیم ایجاد می کنند ، تا از تخریب ان جلوگیری شود . این نانو ذرات حاوی انزیم ، در دمایی حدود 8 درجه سانتیگراد تا 5 ماه عمر می کنند . روکش کردن انزیم در صنایع غذایی ، یکی از فرایند های مهم برای حفظ کیفیت و بهبود نگهداری مواد غذایی است .

نتیجه گیری

با توجه به نقش فزاینده علوم نانو بر جنبه های مختلف علوم غذا و صنایع غذایی به ویژگی در مقوله سلامت غذا و تغذیه و ضرورت اشنایی دانشجویان و پژوهشگران با این علم جدید ، ضروری است ، تمهیداتی برای تدریس این شاخه از علم در رشته های مرتبط غذا همچون علوم و صنایع غذایی ، دامپزشکی ، تغذیه و غیره ، به ویژه در مقطع تحیصلا ت تکمیلی اندیشیده شود .

موضوعات مرتبط: عمومی

نانو در فرآوری مواد غذایی

 

نانو در صنایع غذایی

---

1. فراوري مواد غذايي

فناوري‌نانو علاوه بر بسته‌بندي، تأثير زيادي روي گسترش مواد غذايي کاربردي و تعاملي دارد؛ موادي که به نيازهاي بدن پاسخ داده، مي‌توانند در رسانش مواد غذايي مؤثر باشند. گروه‌هاي تحقيقاتي مختلفي در حال کار روي ساخت مواد غذايي جديد بر اساس تقاضا هستند. اين مواد به صورت غير فعال در بدن باقي مي‌مانند و مواد غذايي را در صورت نياز به سلول‌ها مي‌رسانند. عنصر کليدي اين بخش، توسعه نانوکپسول‌هايي است که با استفاده از آنها در مواد غذايي مي‌توان کار رسانش را به خوبي انجام داد. از پيشرفت‌هاي ديگر در فرآوري مواد غذايي، افزودن نانوذرات به مواد خوراکي براي افزايش جذب آنها در بدن است.

يکي از بهترين نانوايي‌ها در غرب استراليا در استفاده از نانوکپسول‌هايي که شامل روغن ماهي تن (منبع غني از اسيدهاي چرب امگا 3) بوده‌اند؛ موفق بوده است. اين مرکز از نانوکپسول‌ها در پرفروش‌ترين نوع نان خود به نامtip-top استفاده مي‌کند و اين ذرات فقط هنگامي باز و شکسته مي‌شوند که وارد معده شوند، به اين ترتيب از مزه ناخوشايند روغن ماهي جلوگيري مي‌شود.

شرکت Nutralease در رژيم اشغالگر قدس، از فناوري ساختارهاي مايع خودآراي نانومقياس (NSSL) براي رسانش مواد غذايي استفاده مي‌کند. اين ذرات به شکل مايسل (کره‌هاي توخالي که از چربي ساخته شده و درون آن آب است) با قطر حدود 30 نانومتر هستند. مواد خوراکي يا nutraceuticals داراي آب دروني هستند و مي‌توانند براي حمل موادي مانند ليکوپن، بتا-کاروتن، لوتين، فيتوسترول ها، CoQ10 و DHA/EPA مورد استفاده قرار بگيرند. اين ذرات به ترکيبات اجازه مي‌دهند که به راحتي از طريق معده وارد رگ‌هاي خوني شوند. بنابراين دسترسي زيستي آنها افزايش مي‌يابد. اين فناوري را در حال حاضر کارخانجات Shemen براي رسانش روغن فعال Canola وارد بازار كرده‌اند. اين شرکت ادعا مي‌کند مي‌تواند جذب کلسترول را در کيسه صفرا تا 14 درصد کاهش ‌دهد.

تعدادي از شرکت‌هاي شيميايي در حال تحقيق روي افزودني‌هايي هستند که بدن به راحتي قادر به جذب آنهاست و مي‌توانند عمر مفيد محصولات را افزايش دهند. سازمان بين‌المللي علوم رسانش زيستي در حال توسعه نانوحلزون‌هايي با ذرات پيچشي 50 نانومتري است که مي‌تواند در رسانش موادي مانند ويتامين‌ها، ليکوپن و اسيدهاي چرب امگا3 به سلول‌ها به کار گرفته شود، بدون اينکه در مزه و رنگ مواد غذايي تأثير داشته باشد.

صنايع غذايي Kraft، گروهي محقق از 15 دانشگاه مختلف را تشکيل داده است تا با کمک فناوري‌نانو در مورد غذاها تحقيق کند. اين مورد به مصرف‌کنندگان اجازه مي‌دهد تا بين رنگ‌ها و طعم‌هاي مختلف انتخاب کنند. اين مجمع همچنين روي توسعه مواد غذايي هوشمند با کمک نانوحسگرها، که باعث آزاد سازي تدريجي موادغذايي مي‌شود فعاليت مي‌کند. اين نانوکپسول‌ها با مواد غذايي ترکيب مي‌شوند ولي تا زمان مناسب، غير فعال باقي مي‌مانند. تمامي پيشرفت‌هاي جديد موجب مي‌شود مفهوم موادغذايي کامل به واقعيت نزديک شود و انتظار مي‌رود تا فوايد ديگري در زمينه انرژي، عملکردهاي تشخيصي، کاربردهاي ايمني بهتر و توسعه محصولات ضد پيري براي مصرف‌کنندگان وجود داشته باشد.

امروزه از فناوري‌نانو در صنايع آرايشي مانند ساخت کرم‌هاي شفاف استفاده مي‌شود. شرکت Royal BodyCare، که از فناوري‌نانو علوم غذايي استفاده مي‌کند محصول جديدي با نام NanoCeuticals را وارد بازار کرده، که امولسيوني از ذرات با قطر کمتر از 5 نانومتر است. اين شرکت ادعا مي‌کند اين محصول، راديکال‌هاي آزاد را جمع آوري کرده، آب رساني را بالا برده و pH بدن را تنظيم مي‌کند. اين شرکت همچنين در حال توسعه نانوخوشه‌‌ها و پودرهاي نانومقياسي است که با مکمل‌هاي غذايي ترکيب مي‌شوند و هنگام مصرف، قدرت جذب مواد غذايي را در بدن افزايش مي‌دهند.

شرکت‌هاي مواد غذايي و آرايشي در همکاري با يکديگر به دنبال سازوكاري جديد براي رسانش ويتامين‌ها و جذب مستقيم آنها از پوست هستند. به عنوان مثال شرکت Nestle که 49 درصد از سهام شرکت LOreal را داراست در حال ساخت کرم ضدآفتاب شفافي است که ويتامين E را مستقيم به پوست مي‌رساند. هدف، ساخت کرمي است که به وسيله پوست جذب شده و ويتامين E را به آرامي آزاد کند، به‌علاوه داراي ماده محافظ UV نيز باشد. در حال حاضرکرم‌هاي شفاف ضد UV در بازار موجود است و LOreal انتظار دارد اين کرم با کاربردهاي بيشتري بازار را در برگيرد.

رقيبان ديگر مانند Estee Lauder در حال ساخت فرمول‌هاي ضد پيري هستند که از نانوذرات تشکيل شده‌است. شرکت آمريکايي Oilfresh محصول نانوسراميکي جديدي وارد بازار کرده که مصرف روغن را در رستوران‌ها و غذاهاي آماده به نصف کاهش مي‌دهد. در نتيجه اين تغيير بزرگ، از اکسيد شدن محصولات به دليل چربي‌هاي درون روغن جلوگيري مي‌شود. مورد ديگر اين است که روغن سريع‌تر داغ شده و انرژي مورد نياز براي پخت کاهش مي‌يابد.

اخيراً دانشگاه واخنينگن در هلند مرکز تحقيقاتي را تأسيس کرده که در حال کار روي کاربرد فناوري‌نانو در صنايع غذايي است. مرکز بيوفناوري واخنينگن روي موضوعات مختلفي ازجمله تشخيص کيفيت و سلامت غذا، پوشش‌دار کردن و رسانش مواد غذايي، ميکرو و نانو ابزارهايي براي پردازش‌هاي شيميايي و فيزيکي، زيست شناسي شيميايي، نانو سم شناسي؛ بررسي فناوري و علم مشتري متمرکز شده است.

شرکت آلماني Aquanova در حال توسعه فناوري جديدي است که در آن دو ماده فعال را با هم ترکيب کرده و در کاهش چربي از طريق نانوحامل‌ها (کره‌هاي تو خالي با قطر 30 نانومتر) استفاده مي‌کند. اين نوآوري مي‌تواند دستيابي جديدي در کنترل وزن باشد. شرکت NovaSOL Sustain از CoQ10 براي کاهش چربي اسيدهاي alpha-lipoic براي رفع گرسنگي استفاده مي‌کند. همچنين اين فناوري براي توليد ويتامين‌هايي مانند SoluE که از دسته ويتامين‌هاي E است و همچنين SoluC که از دسته ويتامين‌هاي C است استفاده مي‌شود.

در يک راهبرد متفاوت، شرکت Unilever در حال توليد بستني‌هاي کم چرب با کاهش ذرات امولسيون است. با اين عمل اميد است که استفاده از اين ذرات، ميزان چربي را تا 16 درصد کاهش دهد. مرکز بين‌المللي Woodrow Wilson، مؤسسه بورس تحصيلي در آمريکا، پايگاه داده‌اي از مشتريان بازار فناوري‌نانو تشکيل داده و به‌زودي 15 مورد را که ارتباط مستقيم با صنايع غذايي دارند اعلام مي‌کند. اين فهرست شامل nanocetical هاي توليدي شرکت RBC، Life Science و روغن فعال Canola ي صنايع Shemen و نانوذرات نقره استفاده شده در يخچال‌هاي شرکتLG مي باشد.

امروزه بسياري از کشورهاي جهان به توانايي فناوري‌نانو در صنايع غذايي پي برده‌اند‌‌و در حال سرمايه‌گذاري قابل‌توجهي در اين راه هستند. مؤسسه استاندارد مواد‌غذايي انگلستان (FSA) تحقيقاتي براي دستيابي به توانايي استفاده از فناوري‌نانو در غذا و مشخصاً بسته‌بندي موادغذايي ترتيب داده‌است. همزمان دولت اين کشور نيز بودجه بيشتري براي تحقيق و توسعه در زمينه غذاهاي کاربردي، سيستم‌هاي رسانش موادغذايي و شيوه‌هاي بهينه‌سازي ظاهر غذا مانند رنگ، مزه و غلظت در نظرگرفته است.

با افزايش تأثيرات فناوري‌نانو بر صنايع‌غذايي و ورود اين محصولات به بازار مصرف، اهميت سلامت اين دسته از مواد‌غذايي بيشتر مطرح مي‌شود. اين نياز، پذيرش فناوري‌نانو را در کاربردهاي حسي، قوي‌تر خواهد کرد، و از همين راه مي‌توان به سلامت مواد‌غذايي پي برد. مانند نوعي فناوري که نزديک بودن تاريخ انقضاي مواد‌غذايي را به خريداران و فروشندگان هشدار مي‌دهد. پوشش‌هاي ضد‌ميکروبي جديد و کيف‌هاي پلاستيکي دفع‌کننده آلودگي، پيشرفت‌ چشمگيري در اطمينان از سلامت و امنيت غذاهاي بسته‌بندي داشته‌اند. اگرچه توجه زيادي به کاربرد فناوري‌نانو در صنايع‌غذايي و محصولات موجود در بازار شده‌است، اما هنوز هم توانايي‌هاي استخراج نشده بسياري مانند آنچه قبلاً در بحث دستکاري ژنتيکي عنوان شد وجود دارد.

مؤسسه علوم و فناوري غذايي انگلستان، در گزارشي نشان داده است كه داده‌هاي مطمئن بيشتري مورد نياز است تا بتوان نانوذرات را به مواد غذايي اضافه کرد. اين گزارش اشاره مي‌کند که قوانين جاري، شرکت‌ها را براي برچسب‌زدن روي اقلامي که شامل نانوذرات است مجبور نمي‌کند، بنابراين بعيد است مشتريان بتوانند از وجود اين مواد در اقلام غذايي مطلع شوند. گفته مي‌شود براي ارزيابي سلامت اين دسته از مواد غذايي بايد به تأثيرات اندازه ذرات در کنار نوع ترکيبات توجه شود.

گروه ETC همچنين برخي شركت‌هاي مهم و دانشگاه‌هاي فعال را به تلاش براي به انحصار درآوردن غذاهاي جديد (از طريق ثبت اختراع) متهم كرده است؛ زيرا اين كار مي‌تواند براي بسياري از شركت‌هاي مبتكر در كشورهاي در حال توسعه، مانع ايجاد كند.

سرانجام روزي خواهد رسيد که موادغذايي را از ترکيبات اتمي و مولکولي بسازيم که در اصطلاح به آن توليد مواد غذايي مولکولي گفته مي‌شود. امروزه برخي گروه‌هاي تحقيقاتي در حال بررسي اين زمينه هستند، ولي هنوز با روش بالا به پايين، استفاده از سلول‌ها بيش از مولکول‌هاست. اگر‌چه استفاده کاربردي از اين فناوري در آينده دور امکان‌پذير است، اما انتظار مي‌رود اين پيشرفت بتواند راه را براي گسترش پردازش محصولات غذايي مؤثرتر و ماندگارتر باز کند که در اين صورت مواد خام کمتري مصرف شده و غذاهايي با کيفيت بالاتر به دست مي‌آيد.

نانو در صنایع غذایی

 

فناوري نانو در كشاورزي و صنايع غذايي

---

فرض كنيد ظهر يكشنبه است و شما بسيار تشنه هستيد. سراغ يخچال مي رويد، اما مردد هستيد كه چه چيزي را انتخاب كنيد. از يك سو، مي‌دانيد كه آب ميوه داراي ويتامين هاي فراواني است و براي بدن شما مفيد است، از سوي ديگر، به نوشيدن نوشابه تمايل زيادي داريد و علاوه بر اين مي خواهيد اين نوشيدني هر چه كه هست چند ساعتي شما را بيدار نگه دارد، چون كارهاي عقب ماندۀ زيادي داريد كه ترجيح مي دهيد آنها را به هفتۀ بعد موكول نسازيد.
بنابراين، يك بطري حاوي مايعي بي رنگ را بر مي داريد. ابتدا دكمه اي را براي انتخاب نوشابه فشار مي دهيد، پس از آن نوبت اضافه كردن افزودني هاست؛ ويتامين C و كافئين را هم از قسمت افزودني ها انتخاب مي كنيد. با فشار دادن اين دكمه ها، نانو كپسول هاي بسيار كوچك حاوي مواد افزودني مورد نظر شما در سطح محلول آزاد مي شوند و اين در حالي است كه نانو كپسول هاي ديگر حاوي ساير افزودني ها و طعم دهنده هايي كه شما انتخاب نكرده ايد، به صورت كپسول آزاد نشده و در محلول باقي مي مانده اند.
غذاهاي نانويي
محققان صنعت غذايي نانو در حال كار بر روي چنين غذاهايي هستند، اما به زعم فرانس كمپرز رئيس مركز بين المللي زيست فناوري و سلامت، هنوز براي نيل به اين مقصود در صنعت غذايي راه زيادي در پيش است. وي معتقد است كه هدف سالم تر، ايمن تر و ماندگارتر كردن مواد غذايي پديدۀ جديدي در اين صنعت نيست و سال هاست كه دانشمندان با دستكاري و كنترل گياهان و ساير حيواناتي كه انسان از آنها تغذيه مي كند، سعي در ارتقاي كيفيت و خواص مواد غذايي دارند؛ اما آنچه كه در اين صنعت جديد است، امكان اعمال تغيير در مواد غذايي آماده و اضافه كردن افزودني هاي مورد نظر در اندازه هاي بسيار ريز و دستكاري محتويات فيزيكي مواد غذايي است. در مقياس نانو، مولوكول ها بيشتر از قوانين كوانتوم پيروي مي كنند تا از قوانين فيزيك در مقياس بزرگ. تركيبات غير قابل حل در آب يا روغن در مقياس نانو به راحتي حل مي‌شوند، حتي اين امكان وجود دارد كه موادي كه عموماً پس از مصرف در معده آزاد مي شوند، به صورت آزاد نشده به طرف روده هدايت شوند و از آنجا مستقيما جذب شده و وارد گردش خون شوند. به عقيدۀ كمپرز تا پنج الي ده سال آينده، اين فرايند كاملاً كاربردي مي شود، به خصوص در مورد افزودن مواد غذايي‌اي مانند ويتامين ها و املاح معدني. ساده ترين و كاربردي ترين روش اجراي اين كار، فرايند نانو كپسوله كردن است. اين تكنيك از روي عملكرد غشاي سلولي در طبيعت الگوبرداري شده است. با استفاده از اين تكنيك، بشر موفق به ساخت محفظه هاي كيسه اي شكلي در ابعاد بسيار كوچك نانويي خواهد شد كه درون آنها فضايي خالي براي مواد غذايي تعبيه شده است، لايۀ بيروني اين كپسول بسته به اينكه لازم است مواد داخل كپسول در آب يا در روغن حل شوند، طراحي مي شوند. اين كپسولها در برابر اسيد معده مقاوم هستند و بسته به ضوروت مي توانند در دهان يا در معده باز شوند. در واقع، فرآيند نانو كپسوله كردن به اين معنا است كه اين امكان وجود دارد كه مواد غذايي مفيد براي بدن بدون اينكه در فرايند ساخت در كارخانه يا هنگام پخت در آشپزخانه و يا توسط آنزيمهاي دهان و معده از بين بروند، اين كپسول ها به طور مستقيم وارد جريان خون شده و در نتيجه، جذب بدن شوند. اين كار حتي مانع از دفع بدون جذب ويتامين هاي مواد غذايي مي شود. يكي ديگر از كاربردهاي نانو كپسوله كردن اين است كه مواد غذايي مفيد ولي با طعم هاي نامطبوع مانند روغن ماهي را مي توان از طريق اين كپسول ها بدون احساس مزۀ ناخوشايند به غذا اضافه كرد.
پرسشهاي باقيمانده
با وجود تمام اين مزيت ها اين حقيقت كه اين ذرات بسيار ريز مي توانند از سد سيستم دفاعي بدن نيز بدون هيچ مانعي عبور كنند، موجب نگراني دانشمندان شده است. دونالد بروس شيميدان و رئيس مركز مطالعات تكنولوژي هاي جديد اسكاتلند خاطر نشان مي كند كه مشكل اينجا است كه اين ذرات بسيار كوچك در كپسول ها به راحتي قادرند از غشاي خوني ديوارۀ مغز و همچنين ديوارۀ سلول ها كه به طور معمول مواد ديگر امكان عبور از آنها را ندارند، عبور كنند. البته اين امر به اين معنا نيست كه چنين فرآيندي لزوماً خطرناك است، اما ماسله اين است كه هنوز تأثيرات آن به طور كامل مورد مطالعه و بررسي قرار نگرفته و ناشناخته است. ديويد بنت رئيس كمسيون اروپايي نانو بيوتكنولوژي در اين باره مي گويد: «با اينكه سيستم ايمني بدن از بدو تولد مي تواند با بسياري از نانوذرات مضر براي بشر، مانند ذرات موجود در دود سيگار مقابله كند، اما اين موضوع نبايد باعث شود كه ما بدون انجام تحقيقات گسترده بر روي اثرات ناشناختۀ نانو كپسول ها آنها را به بازار وارد كنيم.»

كاربردهاي نانو در حوزه علوم دامي

استفاده از نانوذرات نقره (نانوسيلورها) در افزايش بهداشت دام و جايگاههاي پرورش دام و طيور
نانوذرات نقره به عنوان ضدعفوني كننده قوي ( ضد ياكتري و ضد ميكروب ) مطرح بوده و با توجه به پايداري آنها و عدم مصرف اين ذرات (عدم نياز به تهيه مجدد) استفاده از آنها در ضدعفوني كردن جايگاههاي نگهداري دام و طيور كاربرد گسترده اي يافته است.
استفاده از نانو*****ها به منظور فرآوري محصولات لبني
در فرآوري محصولات لبني، استفاده از *****ها بسيار مرسوم است. نانو*****ها، امكان عبور انتخابي ذرات خاص را فراهم آورده و از اين رو فرآوري مورد نظر را ممكن مي سازند.

استفاده از نانوكپسولها بعنوان پوششي براي آنزيمهاي خوراكي و داروهاي دامي
با توجه به كاربرد برخي آنزيمها و پروتئين هاي خاص در جيره هاي دام و طيور كه بمنظور افزايش عملكرد و تاثير در بافتي مشخص استفاده مي شوند و معمولا در دستگاه گوارش بخوبي جذب نمي شوند، لذا استفاده از نانوكپسولها براي پوشش دار كردن و محافظت از آنها تا رسيدن به بافت هدف، موثر خواهد بود.

استفاده از نانوحسگرها در بخشهاي مختلف سيستمهاي پرورش دام و طيور و شناسايي انفرادي دامها

استفاده از نانوحسگرها و نانوبيوحسگرها در ماشين‌هاي شيردوشي

شتاب تحقيقاتي در اصلاح نژاد انواع دام ، طيور و آبزيان مؤثر

توليد خوراك‌هاي غيربيولوژيك و داروهاي دامي

نانو واكسيناسيون DNA با استفاده از نانوكپسول‌ها و روش‌هاي التراسوند

كاربردهاي نانو در حوزه صنايع غذايي

استفاده از نانو*****اسيون در صنايع غذايي به منظور تشخيص متابوليت هاي كنترل كيفي و تشخيص عوامل بيماريزا و تحولي اساسي در بسته بندي مواد غذايي و انبارداري

بهسازي ثبات مواد غذايي
اين روش براي تركيبات خاص فعال مثل طعم ها كه با ساير تركيبات مواد غذايي واكنش مي دهند استفاده مي شود و به اين مواد عمر ماندگاري بالاتري مي دهند

حفاظت در برابر اكسيداسيون مواد غذايي

توليد غذاهاي مولكولي توسط رباط ها با سه عنصر اصلي اكسيژن، كربن و هيدروژن

كاربردهاي نانو در حوزه ماشين آلات كشاورزي

كاربرد در پوششهاي بدنه ادوات و ماشينها و ابزارهاي كشاورزي و حتي شيشه ها براي افزايش در برابر خوردگي و سائيدگي و انعكاس امواج ماوراء بنفش

توليد قطعات مكانيكي مستحكم تر با استفاده از نانوروكش ها و استفاده از بيوحسگرها در ماشين آلات هوشمند جهت مبارزه مكانيكي – شيميايي با علف هاي هرز

بهينه سازي ميزان و شكل سموم مصرفي و وسايل سم پاشي

توليد روكش هاي نانويي ياتاقانها براي كاهش اصطكاك

توليد قطعات مختلف موتورماشينهاي كشاورزي مقاوم به ساييدگي، خوردگي ، حرارت و كاهش اصطكاك

استفاده از آنها در توليد سوختهاي جايگزين و آلودگي كمتر محيط زيست

تا كنون محصولات مختلف نانويي در دنيا توليد شده و برخي از آنها به شكل تجاري در دسترس قرار گرفته است .
از جمله كارهاي صورت گرفته در نانوتكنولوژي سبز مي توان به موارد زير اشاره كرد:
استفاده تايلند از اين فناوري به منظور توليد نوع جديدي از برنج (بي تفاوت نسبت به طول شب ، پاكوتاه و معطر ) و ابريشم ( ضد آب و با قدرت جذب كمتر گرد و غبار )
توليد نوعي نانوبرنج توسط شركت نانورايس ايتاليا كه 2 برابر وزن خود آب جذب مي كند .
توليد نانو كودها و نانو سم ها در مقياس آزمايشگاهي

در ايران نيز موسسات مختلفي در اين زمينه در حال كار مي باشند . كه از اين بين مي توان به پژوهشكده مهندسي جهاد اشاره نمود كه با محوريت قرار دادن توليد نانوپودرها گام بلندي را در اين زمنه برداشته است. مانند توليد پودر دي اكسيد تيتانيم در ابعاد نانو جهت گندزدايي و نگهداري مواد غذايي و استفاده به عنوان فوتوكاتاليست و تصفيه آب و يا توليد نانوپودر طلا در مقياس نانو جهت استفاده هاي بيولوژيك.
از ديگر موسسات پيشگام در اين زمينه مي توان به مؤسسه تحقيقات واكسن و سرم سازي رازي، موسسه گياه‌پزشكي كشور، موسسه تحقيقات خاك و آب، موسسه تحقيقات شيلات ايران، موسسه تحقيقات جنگلها و مراتع و پژوهشكده بيوتكنولوژي اشاره نمود.كاربرد هاي فناوري نانو در علوم كشاورزي و صنايع وابسته به آن گسترشي روز افزون دارد ،كه ادامه ي اين روند در آينده اي نه چندان دور توليد و توزيع مواد غذايي سالم ، ارزان و با كيفيت را براي استفاده ي همه ي ملل دنيا محقق خواهد كرد.
منبع
http://www.nanoclub.ir
مجله دانشگر، شماره 25

__________________