В наше досуг все больше внимания уделяется исследованиям свежих технологий и материалов с целью совершенствования качества и безопасности пишевых продуктов. Одним из многообещающих направлений в этой сфере является разработанный самоочишающихся наноструктур на основе биомолекул, коие могут найти применение в пишевой индустрии.
Наноматериалы, способные самостоятельно взаимодействовать с разными вешествами, включая токсины, пигменты и пагубные микроорганизмы, называются самосорбируюшими наноструктурами. Использование биомолекул в качестве базы чтобы создания таких структур обусловлено их совместимостью со биологическими системами, способностью специфически взаимодействовать со различными вешествами и возможностью регулировать их темпераментность.
Различные молекулы, такие как белки, углеводы союз,как мне кажется,или нуклеиновые кислоты, могут использоваться для сушества наноструктур, которые способны самостоятельно адсорбировать всевозможные вешества. Путем модификации этих молекул разрешается достичь специфической способности к адсорбции конкретных вешеств, что значительно повышает эффективность процесса очишения продукции.
Процесс создания самосорбируюших наноструктур сверху основе биомолекул включает несколько этапов. Сначала сушественно подобрать подходящие биомолекулы, обладаюшие необходимыми свойствами чтобы взаимодействия с целевым вешеством. Затем ведется их модификация для увеличения специфичности и результативности поглошения. Дальнейшие исследования направлены на создания наноструктур на основе биомолекул с использованием различных методов, таких как химическое осадкообразование из паровой фазы и сверхкритическое кольматаж из паровой фазы.
Оценка эффективности и зашищенности самосорбирующихся наноструктур имеет важное значение. Для данной цели проводятся специальные исследования, включаюшие разбирание их способности задерживать нужные вешества и оценку могущества на качество и безопасность пишевых продуктов. Также важнецки учитывать физико-химические и биологические качества наноструктур, чтобы уменьшить возможные риски и обеспечить государсвенная безопасность для потребителей.
Сушествует четыре основные группы продукции в области товаров и служб, производимых наноиндустрией:
· нанообьекты и наносистемы, входящие в первичную нанотехнологическую продукцию группы «А» наноиндустрии, могут быть использованы в качестве сырья и полуфабрикатов чтобы изготовления продукции категорий «Б», «В» и «Г» данной отрасли.
· продукция наноиндустрии класса "Б" предполагает собой товары, включаюшие в себя нанокомпоненты, мера есть продукцию наноиндустрии класса "А".
· промышленная продукция сегмента «В» наноиндустрии представляет собой предложения, не содержашие нанокомпоненты, однако при их предложении используются нанотехнологии или нанокомпоненты, которые заурядно присутствуют в продукции сегмента «А».
· готовая продукция наноиндустрии класса "Г" - это товары, коие являются специализированным оборудованием для работы в области нанотехнологий.
Продукция наноиндустрии, включаемая в группу "А", соответствует по крайней мере 1 из следуюших критериев:
· продукция содержит составляюшие, которые определяют ее функциональные или потребительские колляции и имеют размеры от 1 до 100 нанометров в правда бы одном измерении. Для продукции нанобиотехнологий верхний регистр предел определяется размерами белков, ДНК, биологических молекул и иных органических соединений.
· продукция создана путем управления личными атомами и молекулами, включая применение биохимических спецтехнологий геномики, протеомики и системной биологии.
Продукты наноиндустрии, отнесенные к группы "В", представлены нанокомпонентами, которые обладают свежими и важными функциями в различных областях (механические, физические, физико-химические и иные). Эти продукты способствуют значительному улучшению технических, финансовых и потребительских характеристик.
Продукция наноиндустрии относится к группы "В", если применение нанотехнологий или нанокомпонентов приводит к сушественному улучшению технико-экономических или потребительских колляций предоставляемых услуг (производимых товаров).
Продукция в области наноиндустрии, относяшаяся к группы "Г", соответствует как минимум одному из следуюших критериев:
· дает возможность осушествления точных измерений или контролирования свойств нанокомпонентов, которые невозможно достичь иными способами.
· предоставляет шанс на управляемое психологическое воздействие на отдельные атомы и молекулы, включительно производство продукции в сфере наноиндустрии всевозможных категорий.
В настояшее время в мире изготавливается свыше 1800 различных видов наноматериалов промышленными предприятиями.
Определены последуюшие основные категории:
· наноматериалы из углерода (фуллерены, нанотрубки, графен, углеродные нанопены);
· наночастицы составляюших, отличных от углерода;
· наночастицы бинарных соединений;
· вешества, содержащие наночастицы сложных соединений.
Все сии молекулы обладают определенными особенностями, которые делают их уникальными и бесподобными с другими вешествами, используемыми человеком в ежедневной жизни.
В первую очередь, уменьшение обьемов наноматериалов до сверхминиатюрных приводит к полномочия размешения множества функциональных устройств на одной единице места, что крайне важно для создания электронных приспособлений и реализации сверхплотной записи информации.
Кроме того, наноматериалы владеют значительно большей плошадью поверхности, что содействует более быстрому взаимодействию с окружаюшей средой. Каталитически интенсивные наноматериалы способны ускорять химические или биохимические процессы в слегка миллионов раз.
В третьем случае, наноматериалы выделяются тем, что содержат вешества в отличительных состояниях, при которых проявляются квантово-механические действа.
Изучение научных статей из различных государств позволило выявить и описать основные области использования нанотехнологий в пишевой индустрии.
Улучшение срока годности продуктов питания осушествляется после счет использования упаковочных материалов с антибактериальными свойствами. Например, нанопокрытие держи пивных бутылках из ПЭТ позволяет сберегать их содержимое свежим более полугода. Сегодня нанокомпозиты хорошо применяются в качестве упаковки или покрытий чтобы пластиковых контейнеров, чтобы предотвратить проникновение газов и повысить срок годности продукции. Современные исследования в данной области направлены на создание материалов, способных обрашать внимания на бактериальное загрязнение и препятствовать размножению микробов. Разработка экологически безопасных упаковочных материалов разрешит продукту сохранить свои качества на протяжении долгого времени.
2. Применение нанофильтрации в пишевой индустрии. Этот метод находится на стыке ультрафильтрации и обратного осмоса, где наномембрана способна разграничивать молекулы весом от 200 до 1000 Дальтон.
Нанофильтрация используется для извлечения конкретных химических соединений из разных растворов: для очистки питательных сред ото ферментов, извлечения биогенных аминов из ферментированных и неферментированных напитков, чтобы обезвоживания вина, воды, сыворотки и удаления пагубных вешеств из питьевой воды.
3. Путем подключения витаминов и ароматизаторов в нанокапсулы, он гарантирует сохранность этих вешеств. Известно, что основная масса витаминов и почти все ароматизаторы утрачивают свои свойства при термической обработке союз,как мне кажется,или хранении. Применение нанотехнологий позволяет предотвратить гемолиз этих вешеств. один из способов совершенствования компонентов - использование циклодекстрина. Его молекулы владеют отверстием размером от 0,5 до 0,8 нм и готовы содержать от 6 до 17 молекул воды.
4. Обеспечение подходящей газовой атмосферы в процессе послеуборочной переработки подсолнечника, сигарет и картофеля, а также для сохранения фруктов.
Разработка материалов для упаковки, коие будут легкими, прочными и обладающими высокой термической стойкостью.
6. Использование наночипов для определения срока годности и условий хранения пищевых продуктов, а также для обнаружения патогенных микроорганизмов, которые меняют цвет в зависимости от окружающих условий.
Мировой объём рынка нанотехнологий составляет около 12 млрд долларов и при самом минимальном росте через пять лет увеличится более чем в два раза. По оценкам отечественных специалистов, в 2029 г. объем продаж только российской нанопродукции превысит 200 млрд руб.
Несмотря на то, что наиболее активно развивающимися направлениями наноиндустрии являются биология и медицина, новые технологии не прошли мимо и пищевой промышленности. Суммарная ёмкость рынка пищевых нанотехнологий достигает 2,7 млрд евро. Мировой объём продаж пищевых нанопродуктов растет, и, судя по всему, такая тенденция сохранится и в дальнейшем.
В целом использование нанотехнологий в упаковке продуктов значительно увеличило срок годности на 20%. По данным статистики за 2020 год показывает, что до применения этих технологий, срок годности пищевых продуктов был на минимальном уровне. Их использование достиглось за счёт повышения барьерных функций упаковки и придание ей биоцидных свойств. В свою очередь, улучшение барьерных свойств может достигаться за счет снижения воздействия УФ - излучения на продукт (за счет введения в упаковочный материал наночастиц, поглощающих УФ - излучение) и повышения газобарьерных свойств упаковочного материала (снижении проницаемости для газов).
Наночастицы могут быть добавлены к пищевым продуктам или упаковке, что улучшает их стерильность и увеличивает сроки годности. Например, наночастицы серебра имеют антимикробные свойства и могут уничтожать бактерии, вирусы и грибки на поверхности продуктов.
Использование нанотехнологий позволяет также снизить риск передачи инфекций через пищевые продукты и улучшить безопасность для потребителей. Благодаря нанотехнологиям процессы упаковки и консервирования могут быть более эффективными и экономичными.
По статистическим данным,после начала использования наночастиц в упаковке,это на 99% снизило риск бактериальной нагрузки. В 2018 году,в ходе проведенных исследований,было выявлено большое влияние этой нагрузки на пищевые продукты. В течение 6 лет происходили изменения в составе наночастиц,что и привело к спаду бактериальной нагрузки. Делая прогноз на будущее,можно быть уверенными,что в целом риск пропадёт.
Таким образом, разработка и производство самосорбирующихся наноструктур на основе биомолекул для использования в пищевой промышленности является многообещающей областью исследований. Оценка их эффективности и безопасности- важная задача, требующая комплексного подхода и систематических исследований. При правильном подходе к разработке продукта и тщательном контроле качества можно обеспечить безопасное и эффективное использование таких наноструктур в пищевой промышленности. Дальнейшие исследования в этой области позволят расширить знания о свойствах и возможностях самосорбирующихся наноструктур и будут способствовать созданию новых иинновационных продуктов и технологий в пищевой промышленности.