الحد من مخاطر الميكروبات الممرضة بشرائج أسماك البلطي الطازج

تستخدم تقنيات النانو في تغليف الأغذية وذلك لتطوير المواد المستخدمة في التعبئة والتغليف من خلال تحسين خصائص تلك الأغلفة عن طريق منع تسرب الغازات والاحتفاظ بدرجة الحرارة والرطوبة حيث توفر الجسيمات النانوية خصائص مضادة للميكروبات من خلال تطوير العبوات الذكية لأستشعار التغيرات الكيميائية الحيوية أو الميكروبية في الغذاء والكشف عن مسببات الأمراض وذلك لأستخدامها كأداة لمتابعة المنتوج من أجل سلامة الأغذية وسلامة المستهلك.

ويعتبرالنانو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن (نانو متر) ويبلغ طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، و حجم النانو أصغر بحوالي 80.000 مرة من قطر الشعرة ، وكلمة تقنية النانو هي تصنيع واستخدام المواد والهياكل على مقياس النانومتر. وتوفر مجموعة واسعة من الفرص لتطوير منتجات وتطبيقات مبتكرة في النظام الغذائي
الشيتوزان : عبارة عن مادة تتكون أساسا من مادة الكايتين (chitin) والتي تعتبر سلسلة من الكربوهايدرات المتصلة والتي تستخلص من الهيكل الخارجي للصدفيات والمحار والأسماك الصدفية البحرية مثل “الجمبري” حيث تطحن هذه المواد الصدفية والقشريات مع بعضها البعض ومن ثم تخضع لعملية كيميائية مبسطة يتم من خلالها ازالة الاملاح (Demineralization) تتبعها عملية ازالة المواد البروتينية (Deproteination) ، ثم تتبعها انتزاع ماده الأسيتيل (De-Acetyaltion) وبعد انتزاع هذا الجزء تصبح التركيبة الأساسية للشيتوزان جاهزة حيث تصبح مادة الشيتوزان تحمل شحنات موجبة من الأمونيوم والتي تعمل على جذب جزيئات أي مادة بجانبها أو بقربها تحمل شحنات سالبة وتتميز بمقاومتها للبكتيريا وانعدام السمية وقابليتها للتّحلل، وهي مواصفات جعلتها من المرونة بحيث يسهل توظيفها في أكثر من استخدام.
يعتبر النانو شيتوزان من أرخص وأسهل المواد النانوية والتي تتوفر بصورة سهله في الاسواق كما ان طريقة اضافتها سهله جدا بحيث تذوب في كمية معلومة من المياه وتعتبرأمنه على صحة الاسماك ولا يكون لها متبقيات ضارة بصحة المستهلكين بالإضافة الى ذلك فان مركبات الشيتوزان هي مركبات ذات خاصية فريدة قادرة على منع النمو البكتيري الضار وتحسن من مناعة الاسماك ضد العديد من الامراض، فهي بالإضافة الى كونها اضافة غذائية فهي تستخدم في العديد من الصناعات الدوائية.

من تطبيقات التقنية النانوية في إنتاج مواد تعبئة وتغليف الأغذية

أ – الأغلفة النشطة
إنتاج أغلفة نانوية تتألف من قوالب من البلمرات، يتم التحكم في مقاييس أبعاد فتحات مسامها ولها خواص ميكانيكية ووظيفية جيدة تمكنها من منع حدوث تبادل للرطوبة والغازات مع الوسط الخارجي والتي تؤثر في عملية توزيع المواد المنكهة والمواد المضادة للأكسدة والإنزيمات والمواد المضادة للتلون البني و استخدامها في تغليف المنتجات الغذائية الطازجة كاللحوم والأجبان والخضر والفاكهة وغيرهم وحفظها حتى بعد فتح العبوة بمعالجة أسطح العبوات الخارجية بطبقة رقيقة شفافة مضادة للأكسدة يقل سمكها عن 5 نانومترات وتتميز بكونها عناصر لمواد نانوية آمنة غير سامة، متوافقة حيويا مع الإنسان، فلا تلزم إزالتها عند تناول المنتج الغذائي، والمواد الأكثر استخداما (فلز الفضة وأكسيد واستخدام الزيوت الطيارة في عدة صور منها المستحلبات النانوية والكبسولات النانوية) وتتميز تلك المواد بقدرتها على تحليل الملوثات من المواد العضوية والبكتريا، ومقاومة الميكروبات التي قد تتراكم على الأسطح الخارجية للمنتجات الغذائية خلال فترات الحفظ
ب- العبوات الحافظة
تستطيع أغلفة هذه العبوات أن تطلق بعض المواد الكيميائية النانوية داخل العبوات، كالمواد المضادة لنمو الميكروبات والمواد المضادة للأكسدة والملونات والمدعمات الغذائية داخل الأغذية لإطالة فترة الصلاحية أو تحسين النكهة أو اللون أو القيمة الغذائية، وتطوير عبوات غذائية نانوية يمكنها امتصاص أي نكهات أو روائح غير مرغوبة تنشأ داخلها وإنتاج عبوات تستطيع ضخ غازات ثاني أكسيد الكربون أو الأكسجين إلى خارجها
ت- الاغلفة الذكية.
دمج حساسات نانوية في العبوات الغذائية عبارة عن حبر ذكي يحتوي على جزيئات نانوية حساسة للأكسجين وحساسة جدا للأشعة الضوئية فإذا تعرضت لأي منهما فان لون الحبر يتغير بلون أحمر مثلا فيستطيع المستهلك العادي تحديد مدى صلاحية المادة الغذائية الموجودة داخل العبوة ورصد أي تغيرات غير طبيعية قد تطرأ على الغذاء نتيجة الإصابة بملوث بكتيري فيما يطلق عليه العبوات الذكية.

ث- العبوات البلاستيكية
عدم تعرضها للتلف أثناء التداول وزيادة بقاء السوائل سليمة من دون تلف لمدة تصل 18 شهرا بإضافة أنابيب وحبيبات نانوية إليها .
ج- أواني الطهي
تمكن العلماء باستخدام تكنولوجيا النانو في تطوير مادة سيراميكية لها خاصية قوية مضادة للأكسدة يمكن استخدامها في صناعة أوعية طهي الغذاء تقلل من زمن القلي، وبالتالي توفر من كمية الوقود المستخدم في إعداد الطعام، وتحتفظ بزيت القلي صالحا للاستخدام لمدة أطول، وتتيح استخدام نفس الكمية من الزيت في قلي أنواع مختلفة من الطعام دون أن يتأثر مذاق أي منها بالآخر.
– تشبه تقنية الشيتوزان النانونية الى حد كبير في تركيبتها تركيبة الألياف النباتية والتي تسمى بالسليلوزوهي تحمل شحنات موجبة على طول أليافها فتعمل على جذب أي شحنة سالبة مجاورة لها مثل الدهون والعصارة الصفراوية والتي عرف عنها انها تتكون من جزيئات متصلة وتحمل شحنات سالبة في بيئة المعدة والجسم.
– فعند تناول الوجبات الغذائية والتي تحتوي على بعض الدهون والبروتينات والمواد الأخرى, يعمل الشيتوزان على امتصاص او جذب بعض من هذه الدهون اليها قبل تحللها مما يمنع من امتصاصها الى داخل جسم الانسان وهنا يجدر التنويه الى ان قدرة الشيتوزان على الامتصاص تصل الى حوالي 6 الى 10 مرات ضعف حجمها , مما يعطيها قدرة عالية جدا على الامتصاص والانتفاخ بشكل عام وعند امتصاصها لهذه الدهون في المعدة تنتفخ مادة الشيتوزان وتتحول الى ما يشبه الكتلة الدهنية اللزجة الكبيرة .
-كما وأنها في هذه الأثناء تصبح أقل ذوبانية ولا تمتص بسهولة وكما أنها أيضا تخفف من امتصاص الدهون داخل الجسم فان فكرة تقليل امتصاص الدهون من الغذاء يقلل من امكانية الزيادة بالوزن .
-كما أنها تخفف من نسبة تواجد الكوليستيرول وامتصاصه في الجسم وهذا طبعا يساعد بشكل مباشر على تخفيف الوزن والكوليستيرول لأن الجسم وبدلا من ان يضيع وقته وطاقته في حرق وتصريف الدهون والكوليسترول الجديدة يعمل بدل ذلك على حرق وتصريف الدهون القديمة المتراكمة في الجسم وتصريف الكوليستيرول القديم كما ان هذه المادة لا تحرم الانسان من تناول الاغذية الغنية بالدهون بشكل طبيعي وليس بشكل مبالغ.
-لأنها لا تمتص الى داخل جسم الانسان وتبقى في محيط الجهاز الهضمي (الا نسبة بسيطة جدا منها هي التي تمتص) فانها لا تزيد أي كمية من الطاقة (calories) من الوجبات الغذائية مهما زادت كمية تناولها أي بمعنى تناول ما تشاء منها ولكن معدل الكالوري سيبقى منخفض ولأنها نوع من الألياف العامة فانها تعمل علي امتصاص السموم المتراكمة داخل الجسم كمثل باقي أنواع الألياف العامة, وبوجود السوائل معها وبسبب انتفاخها فانها تعطي بعض المفعول الخافض للشهية أيضا عند تناولها قبل تناول الطعام بربع ساعة الى 20 دقيقة او أكثر وتستخدم أيضا لصحة الجهاز الهضمي بشكل عام وبحالات الامساك المزمن.

الخلاصة:

تتعرض لحوم الاسماك ومنتجاتها للتلوث بالبكتريا سواء من البيئة المحيطة أو في مراحل مختلفة من التصنيع المختلفة او أثناء التخزين أو التوزيع. لذلك أصبح استحدام المواد الكيميائية ضروريا لتجنب تلف هذه المنتجات ؛ ولكن وجد أن هذه المواد لها اثار ضارة علي الصحة العامة. ومع التقدم العلمي وظهور تكنولوجيا النانو ظهرت حلول عملية ترضى منتجي الاسماك والمستهلكين علي حد سواء.
الجسيمات النانوية تمنع بشكل آمن وفعال النشاط الميكروبي في الغذاء ، وتزيل مسببات الأمراض وتطيل العمر الافتراضي للأغذية ، ونظرا لفعاليتها وتكلفتها المنخفضة ، دون وجود آثار ضارة على صحة المستهلك ، لذا يوصى بتطبيق هذه التكنولوجيا الجديدة على نطاق أوسع في مجال إنتاج وتخزين الأسماك
نظرا لما لديها خصائص ممتازة وقدرات هائلة اكتسبتها نتيجة للتحكم في حجم وترتيب الجسيمات المكونة لها. كما يؤدي صغر حجم هذه المواد ومساحة سطحها الكبيرة إلى زيادة احتمالية تغلغلها في أغشية الخلايا ، مما يثبط بشكل فعال نشاط الكائنات الحية الدقيقة ويلعب دورا كبيرا في السماح لها بالقضاء على الميكروبات ، مما يؤدي إلى الحفاظ على الاغذية لأطول فترة ممكنة دون تلف ، مع الحفاظ على جودة المنتج.

رحاب لطفي الخولي : باحث
معهد بحوث الصحة الحيوانية معمل بيطرى شبين الكوم – مركز البحوث الزراعية – مصر