نظر للتزايد الكبير في سكان العالم الذي متوقع وصولة الى 9 مليار بحلول عام 2050م لذلك اصبح من الضروري استخدام تقنية النانو والتكنولوجيا الحيوية النانونية في العلوم الزراعية والغذائية لما لها من امكانيات هائلة لإحداث ثورة في عالم الزراعة والصناعات الغذائية ، وتستثمر الصناعات الغذائية أمولا طائلة في ابحاث تكنولوجيا النانو ، ويعتبر الطعام طعاما نانونيا عند استخدام الجسيمات النانونية او تقنيات

زراعة الطعام او انتاجة او معالجته او تغليفه ، وتعتبر تقنية النانو هي اساس العديد من الأطعمة الجديدة من خلال التلاعب بالألوان والنكهات وتغييرها على المستوى النانوي ، والتغليف الذكي للمواد الغذائية يعمل على مراقبة جودة الطعام داخل العبوة من خلال أجهزة مدمجة في العبوة أو ملحقة لها ، ويمكن ان تسجل مستشعرات النانو المتوفرة فيها درجات الحرارة ونضارة الغذاء ونضجه وقياس الملوثات التي قد توجد فيها .

وتكنولوجيا النانو لها دورًا هامًا في تحسين الصناعات الغذائية، حيث تُستخدم لتحسين جودة الأغذية وسلامتها،و لأنها تحدث تحول كبير في صناعة الأغذية. بالتعامل مع المواد على مقياس النانومتر (جزء من المليار من المتر)، تكتسب هذه المواد خصائص فريدة تفتح آفاقًا واسعة لتحسين جودة المنتجات، وسلامتها، وتطوير التغليف الذكي، وأنظمة توصيل المغذيات ،وتُطبق هذه التكنولوجيا في عدة مجالات، بما في ذلك تحسين التغليف، اكتشاف الملوثات، تحسين الإنتاج، وتطوير منتجات جديدة.

تكنولوجيا النانو تقدم العديد من الفوائد مثل

– توفير أنظمة كشف دقيقة للملوثات
– ⁠إنتاج مواد تغليف أكثر فعالية واستدامة
– ⁠وزيادة كفاءة عمليات الإنتاج.

إلا أنها تحتاج إلى تنظيم صارم لضمان سلامتها وفعاليتها.

فوائد وتطبيقات تكنولوجيا النانو في الصناعات الغذائية :-
1- تحسين التغليف
تُستخدم المواد النانوية لتحسين تغليف الأغذية، مما يساعد في الحفاظ على جودتها وسلامتها. يمكن أن تُستخدم هذه المواد لتحسين مقاومة التغليف للرطوبة والغازات، مما يساعد في تقليل الفساد وتحسين مدة الصلاحية، وتستخدم مواد تغليف ذكية لزيادة خصائص الحاجز لمنع تسرب الأكسجين والرطوبة، دمج مؤشرات ذكية لتغيير اللون عند تلف المنتج، وإطلاق مواد حافظة نشطة.

2- اكتشاف الملوثات
تُستخدم المستشعرات النانوية لاكتشاف الملوثات في الأغذية، مما يساعد في ضمان سلامتها. يمكن أن تُستخدم هذه المستشعرات لاكتشاف البكتيريا والفيروسات والمواد الكيميائية الضارة.

3- تحسين جودة الغذاء :-
و تعزيز النكهة واللون، وتحسين الملمس والقوام، وزيادة القيمة الغذائية عبر تغليف المغذيات الدقيقة.
تُستخدم تكنولوجيا النانو لتحسين جودة وسلامة الأغذية ، بما في ذلك تحسين نمو النباتات ، مما يساهم في تحسين صحة المستهلكين.

4- تعزيز سلامة الغذاء:
تطوير أجهزة استشعار نانوية للكشف السريع عن البكتيريا والمواد المسببة للحساسية، واستخدام مواد نانوية (مثل الفضة) في التغليف لمنع نمو الميكروبات.

4- تحسين عمليات الإنتاج وزيادة الإنتاجية*:
تُساعد تكنولوجيا النانو في زيادة إنتاجية الأغذية، مما يساهم في تلبية احتياجات السكان المتزايدة، باستخدام محفزات نانوية لتسريع التفاعلات الكيميائية، وتنقية المياه والمخلفات.

5- تحسين مقاومة النباتات للأمراض والآفات
ويمكن أن تُستخدم هذه التكنولوجيا مما يساعد في زيادة الإنتاجية وتقليل استخدام المبيدات الكيميائية. وإطالة العمر الافتراضي للمنتجات، تطوير أغذية ذات قيمة غذائية محسنة،

6- تطوير منتجات جديدة
تُستخدم تكنولوجيا النانو لتطوير منتجات غذائية جديدة، مثل الأطعمة المغذية والوظيفية. يمكن أن تُستخدم هذه التكنولوجيا لتحسين القيمة الغذائية للأغذية، مما يساعد في تحسين صحة المستهلكين.

7- تقليل التكاليف*:
تُساعد تكنولوجيا النانو في تقليل تكاليف الإنتاج، مما يساهم في زيادة كفاءة الصناعات الغذائية.

مخاطر تكنولوجيا النانو في الصناعات الغذائية

– *السمية*: قد تكون المواد النانوية سامة، مما يشكل خطرًا على صحة المستهلكين.
– *التأثير على البيئة*: قد تؤثر تكنولوجيا النانو على البيئة، مما يتطلب اتخاذ إجراءات لتقليل هذه التأثيرات.
– *الحاجة إلى تنظيم*: تحتاج تكنولوجيا النانو إلى تنظيم صارم لضمان سلامتها وفعاليتها.

مصطلحات أساسية في تكنولوجيا النانو الغذائية:

• الجسيمات النانوية (Nanoparticles): جزيئات ذات أبعاد نانوية يمكن أن تتمتع بخصائص مختلفة مثل زيادة مساحة السطح، وتحسين الذوبان، وتعزيز التفاعل.
• الأنابيب النانوية (Nanotubes): هياكل أنبوبية نانوية يمكن استخدامها في الاستشعار أو التدعيم.
• الأغشية النانوية (Nanofilms): طبقات رقيقة جدًا يمكن استخدامها في التغليف لتحسين خصائص الحاجز.
• الكبسولات النانوية (Nanoencapsulation): تغليف المواد النشطة (مثل الفيتامينات أو النكهات) داخل هياكل نانوية لحمايتها أو التحكم في إطلاقها.
• أجهزة الاستشعار النانوية (Nanosensors): أجهزة صغيرة جدًا يمكن استخدامها للكشف عن الملوثات أو التغيرات في جودة الغذاء.

كيف نواجه تحديات النانو؟

ولكن، هناك تحديات ومخاطر يجب معالجتها:
• السلامة الصحية: الحاجة لمزيد من الأبحاث حول تأثيرات الجسيمات النانوية على صحة الإنسان عند تناولها.
• التأثيرات البيئية: تقييم دورة حياة المواد النانوية وإمكانية تراكمها في البيئة.
• التنظيم والتشريعات: الأطر التنظيمية لا تزال قيد التطور في العديد من البلدان.
• قبول المستهلك: قد يكون لدى المستهلكين مخاوف، مما يتطلب توعية وتثقيفًا.
• الكشف والتحليل: صعوبة الكشف عن الجسيمات النانوية وتحديد خصائصها في الغذاء.
• التكلفة: قد تكون تكلفة التطوير والتطبيق الأولية مرتفعة.

مستقبل تكنولوجيا النانو في الغذاء

من المتوقع أن يزداد دور تكنولوجيا النانو في المستقبل، مع التركيز على تطوير أغذية وظيفية محسنة، إنتاج مواد تغليف أكثر ذكاءً واستدامة، توفير حلول مبتكرة لسلامة الغذاء، وتحسين كفاءة عمليات الإنتاج.
لتحقيق هذه الإمكانات، يجب إجراء المزيد من الأبحاث لتقييم السلامة على المدى الطويل، وتطوير أطر تنظيمية واضحة، وبناء ثقة المستهلك من خلال توفير معلومات شفافة. إن الاستثمار المسؤول في هذه التكنولوجيا سيساهم بشكل كبير في توفير أغذية آمنة وعالية الجودة تلبي احتياجات المستقبل.

د عبدالعزيز الجداوي
خبير دولي في الغذاء والصناعات الغذائية
واستشاري تصنيع الأغذية