Acest site foloseste cookies.
Prin navigarea pe acest site, va exprimati acordul asupra folosirii cookie-urilor.
Vezi mai multe detalii
close
Aboneaza-te la newsletter
close

Utilizarea nanotehnologiei în procesarea cărnii

Autor: Maria Demetriadluni, 8 ianuarie, 2018

Nanotehnologia își are rădăcinile într-o teorie emisă în 1959 de fizicianul Richard Feynman la Societatea Americană de Fizică și se referă la proprietățile componentelor la scară nanometrică și la procesul sau procesele utilizate în fabricarea și/sau biofabricarea de noi materiale măsurate la scară nanometrică. Nanotehnologia furnizează o gamă largă de oportunități pentru dezvoltarea de produse și aplicații inovatoare în sistemul alimentar, inclusiv în sectorul de procesare a cărnii. Alimentele funcționale, nutraceuticalele, bioactivații, farmajele, etc., sunt exemple foarte recente. Ca urmare, nanotehnologia și nanomaterialele sunt deja o parte naturală a fabricării produselor alimentare, deoarece proprietățile caracteristice ale multor alimente se bazează pe componente nanometrice. La toate acestea se referă studiul cu titlul ”NANOTECHNOLOGIES IN FOOD AND MEAT PROCESSING”, întocmit de Lech Ozimek-University of Alberta in Edmonton, Edward Pospiech-Poznań University of Life Sciences și Suresh Narine-Trent University in Peterborough, Canada, și publicat la începutul lunii decembrie 2017 în cadrul proiectului științific ACTA, pe care vi-l prezentăm în ediția de față.

 

Sunt necesare reglementări și evaluarea siguranței

 

Unele dintre domeniile în care nanotehnologiile fac diferența în prelucrarea cărnii se referă la ambalarea inteligentă, la incluziunea pro- și pre biotică în produse prelucrate din carne, nanoemulsii bazate pe grăsimi pentru livrarea de antioxidanți, nanosenzori și nanotracer-i pentru urmărirea biosecurității cărnii și a produselor din carne, nanostructurate cu funcții de definiție. Noi orizonturi pentru nanotehnologia procesării cărnii pot fi atinse de cercetări ulterioare privind structurile nanometrice și metodele de control al interacțiunilor dintre moleculele unice, dar nanotehnologiile și nanomaterialele solicită reglementări și evaluarea siguranței, deoarece unele dintre materiale sunt noi și siguranța lor nu a fost testată aproape niciodată.

 

Nanostructuri și nanomateriale

 

Nanostructurile sunt materiale care, în cel puțin o dimensiune, măsoară aprox. 1-100 nm. Nanostructurile sau nanomaterialele prezintă proprietăți diferite față de macroscaliile lor omoloage, cum ar fi puterea mecanică, conductivitatea electrică și  termică, reactivitatea chimică, permeabilitatea și magnetismul. Potrivit cercetărilor, descoperirile din domeniul nanotehnologiei alimentare încep să influențeze industria dar și industriile asociate. Acest lucru afectează importanța aspectelor, de la siguranța alimentară la sinteza moleculară a produselor alimentare noi și a ingredientelor (Chen și colab. 2016). Ca să fim mai exacți, iată gama de dimensiuni ale nanomaterialelor din sectorul alimentar și poziția lor relativă pe scară nanometrică:

Pentru că nanotehnologia permite măsurarea, controlul și manipularea materiei la scară nanometrică, pentru a schimba aceste proprietăți și funcții în mod benefic, ea oferă instrumente pentru înțelegerea biosistemelor în platforma lor științifică și tehnologică. Drept urmare, potentialul și beneficiile nanofood-urilor sunt uimitoare. Avocații acestei tehnologii afirmă că utilizarea nanotehnologiei în industria alimentară, inclusiv în procesarea cărnii, va avea drept rezultat o revoluție în alimentația de zi cu zi, alimentele fiind în același timp suport medical, crescând producția și rentabilitatea.

 

Adoptarea tehnologiei este justificată

 

Într-o lume în care milioane de oameni suferă de foame în fiecare zi, producția crescută și în deplină siguranță, justifică adoptarea acestei tehnologii la nivel mondial. De aceea, industria alimentară a investit milioane de dolari în cercetare și dezvoltare, amintind aici Nestle, Altria, H.J. Heinz sau Unilever. Cu toate acestea, în ciuda beneficiilor potențiale, produsele nanogenerale sunt privite cu neîncredere. Însă, aplicații ale nanotehnologiei în cadrul industriei alimentare încep să influențeze aspectele importante ale alimentelor și industriile asociate, începând cu siguranța alimentelor și continuând cu sinteza moleculară a produselor alimentare noi și a ingredientelor (Chen și colab. 2016). Alimentele sunt sisteme biologice complexe, guvernate de multe dintre aceleași baze și principii precum în biologie și biochimie. Prin urmare, descoperirile realizate în nanotehnologie vor afecta industria alimentară, schimbând proprietăți și funcții.

 

Dar, ce sunt nanoalimentele? Ele pot fi denumite astfel, atunci când nanoparticulele, tehnicile nanotehnologiei sau unelte specifice sunt utilizate în timpul cultivării, producției, procesării sau ambalării alimentelor. Dar asta nu înseamnă că alimentele modificate atomic pot fi denumite astfel. Însă, se fac pași spre viitor. Companii precum Nestlé și Unilever explorează emulsificatori îmbunătățiți, care fac textura alimentelor mai uniformă. În Australia, de exemplu, nanocapsulele sunt folosite pentru a adăuga acizii grași Omega-3 în produse din carne, iar nanocapsule cu ulei de ton sunt adăugate în produsul Top Bread, oferind nutrienți valoroși produselor de panificație. Rezumând, se poate spune că efectul posibil al nanotehnologiei alimentare cuprinde:

 

– Realizarea de dispozitive și sisteme miniaturizate, oferind în același timp mai multă funcționalitate;

– Obținerea unui raport mai mare de suprafață/volum;

– Manifestarea unor noi fenomene și proprietăți, inclusiv a schimbărilor fizice (punctul de topire), chimice (reactivitatea), electrice (conductivitatea), mecanice (rezistența) și proprietățile optice (emisia de lumină).

 

Furnizarea nutraceuticelor și a ingredientelor funcționale

 

Tehnologia lichidelor structurate nano-dimensional auto-asamblată (NSSL) permite încapsularea de nutraceuticeutice, uleiuri esențiale și medicamente, în alimente. Un alt avantaj al tehnologiei NSSL este acela că permite adăugarea de compuși insolubili în produse alimentare. Unul dintre primele produse dezvoltate cu această tehnologie (o versiune mai sănătoasă de ulei de canola), este deja disponibil pentru consumatorii din Israel.

 

Nanodispersii și nanocapsule

 

Componentele fundamentale ale alimentelor, cum ar fi vitaminele, antimicrobienii, antioxidanții, și conservanții, se prezintă în diferite forme moleculare și fizice. Ele sunt rareori utilizate în formă pură, fiind de obicei parte a unui sistem de livrare. Însă, de regulă, doar unul poate transporta un ingredient funcțional. Pe lângă faptul că este compatibil cu atributele produsului alimentar, cum ar fi gustul, textura, și termenul de valabilitate, alte funcții ale unui sistem de livrare includ protejarea ingredientului față de degradarea chimică sau biologică, cum ar fi oxidarea și controlul funcționalității acestuia în condiții specifice de mediu. Pentru că pot să îndeplinească eficient toate aceste sarcini, nanodispersiile și nanocapsulele sunt mecanisme ideale pentru livrarea ingredientelor funcționale. Aceste tipuri de nanostructuri includ: asocierea coloizilor, a nanoemulsiilor și nanoparticulelor biopolimerice. Un sistem de livrare trebuie să realizeze o serie de roluri diferite:

 

– Servește ca vehicul pentru transportul ingredientului funcțional în locul dorit;

– Poate să protejeze ingredientul funcțional de degradarea chimică sau biologică în timpul procesării, menținându-l funcțional în starea sa activă;

– Este capabil să controleze eliberarea ingredientului funcțional, cum ar fi rata de eliberare sau condițiile specifice de mediu care declanșează eliberări (pH, putere ionică sau temperatură);

– Sistemul de livrare trebuie să fie compatibil cu celelalte componente și cu atributele fizico-chimice și calitative (aspect, textură, gust și durata de conservare), a produsului final.

 

Iată, însă, câteva exemple de nano-ingrediente alimentare:

 

Nano-emulsiile

 

Utilizarea omogenizatoarelor cu supapă de înaltă presiune sau a microfluidizanților pot determina emulsii cu diametre mai mici de 100 nm. În literatura modernă, astfel de emulsii sunt adesea denumite nano-emulsii. Ele au fost produse și studiate de-a lungul multor ani (McClements 2014). Componentele alimentare funcționale pot fi încorporate în regiunea interfacială sau în faza continuă (Jasińska et al. 2010). Încapsularea componentelor funcționale permite adesea o încetinire a proceselor de degradare chimică, prin ingineria proprietăților stratul interfacial care le înconjoară (McClements and Decker 2013).

 

Emulsii multiple nanostructurate

 

Utilizarea emulsiilor multiple poate crea sisteme de livrare cu încapsulare și noi proprietăți de livrare. Cele mai frecvente exemple sunt ulei-apă-ulei (O/W/O) și emulsii apă-ulei-apă (W/O/W) (Garti and Benichou 2011, 2014). Componentele alimentare funcționale ar putea fi încapsulate în faza de apă interioară, faza uleioasă sau faza de apă exterioară, făcând astfel posibilă dezvoltarea unui singur sistem de livrare care conține mai multe componente funcționale (Flanagan and Singh 2016).

 

Nanolaminate

 

Nanotehnologia oferă oamenilor de știință din domeniul alimentar o serie de modalități de a crea folii laminate adecvate pentru utilizarea în industria alimentară. Un nanolaminat constă din două sau mai multe straturi de material cu dimensiuni nanometrice, care sunt fizic sau chimic legate unul de celălalt. Nanolaminatele pot oferi științei alimentației avantaje pentru prepararea acoperirilor și filmelor comestibile, având aplicații importante în industria alimentară (Morillon și colab. 2012, Cagri și colab. 2014). Aceste acoperiri sau filme ar putea servi ca bariere de umiditate, lipide și gaze.

 

Nanofibre și nanotuburi

 

Două aplicații ale nanotehnologiei, care se află în faza incipientă de studiu al impactului în industria alimentară, sunt nanofibrele și nanotuburile. De obicei, nanofibrele nu sunt compuse din substanțe de calitate alimentară, având acum doar câteva aplicații potențiale în industria alimentară. Produse printr-o metodă care utilizează forța electrostatică, nanofibrele au diametre mici, cu dimensiuni cuprinse între 10 nm și 1000 nm. Se obțin însă nanofibre din materiale de calitate alimentară, utilizarea lor  crescând în viitor. La fel ca în cazul nanofibrelor, nanotuburile au fost utilizate în aplicații non-alimentare. În condiții adecvate de mediu, anumite proteine ​​globale de lapte se pot auto-asambla în nanotuburi structurate similar (Graveland-Bikker și Kruif 2016, Graveland-Bikker et al. 2016).

 

Tehnologii de livrare

 

Scopul lor este de a îmbunătăți funcționalitatea ingredientelor în sistemele alimentare. Noile ingredientele funcționale sunt din ce în ce mai integrate în dezvoltarea matricei alimentare (Haruyama 2013). Biodisponibilitatea și capacitatea de a dispersa compușii este de obicei mai mare, decât cele ale omologilor lor fabricați în mod tradițional. Încapsularea este izolarea ingredientului activ în produsul alimentar care utilizează alimente materiale.  Formularea cuprinde structurarea ingredientului activ, de multe ori la niveluri moleculare sau nanometrice, utilizând ingrediente de calitate alimentară care interacționează cu substanța ingredientului activ.

Noi soluții pentru deserturile lactate ”low fat”
Autor: Cristina Gavrilut  /   vineri, 23 februarie 2018

Întotdeauna, indiferent de categoria de consumatori la care ne referim, deserturile din lapte au fost un răsfăț. Însă, cu precădere pentru milenieni, dar și pentru celelalte grupe de amatori de astfel de delicii, grija pentru sănătate și dorința de a consuma un aliment care să le aducă beneficii a crescut de la an la an. De aici, și...

Nouă metodă de tratament preliminar al laptelui destinat producției de brânzeturi
Autor: Cristina Gavrilut  /   luni, 8 ianuarie 2018

Acolo unde sunt bani, și, mai ales, acolo unde se alocă, se face și cercetare de vârf. Dovadă, stă studiul ”A novel Pre-Tratment For Cheese Production”, realizat de o echipă internațională reunită de Departamentul pentru Alimentație a Universității din Helsinki, din care au făcut parte cercetători ai Universității College...