ULOGA NANOTEHNOLOGIJE U PAKOVANJU I ODRŽAVANJU PREHRAMBENIH PROIZVODA

Seminarski rad iz ambalaže i pakovanja

ULOGA NANOTEHNOLOGIJE U PAKOVANJU I ODRŽAVANJU PREHRAMBENIH PROIZVODA

ULOGA NANOTEHNOLOGIJE U PAKOVANJU I ODRŽAVANJU PREHRAMBENIH PROIZVODA

Sažetak : Prehrambena nanotehnologija je oblast nastajanja brzih interesa i otvara čitav univerzum novih mogućnosti za prehrambenu industriju. Osnovne kategorije primene nanotehnologije i funkcionalnost u razvoju pakovanja hrane uključuju: poboljšanje barijere plastičnih materijala, uključuje aktivne komponente koje mogu da isporuče funkcionalne atribute, osim konvencionalna aktivna pakovanja kao i očitavanje i signalizacija relevantne informacije. Nano pakovanje hrane materijala može da produži život hrani, poboljša bezbednost hrane, obaveštava korisnika da je hrana kontaminirana ili pokvarena, ispravlja pojavu suze u pakovanju , pa čak i oslobađanje konzervansa da produži život hrane u paketu. Namena nanotehnologije u prehrambenoj industriji je detekcija bakterija u pakovanjima ili može da proizvodi jače ukuse, kvalitet boje i povećana bezbednost boljim svojstvima barijere. Nanotehnologija ima veliko obećanje da obezbedi korist ne samo u okviru prehrambenih proizvoda već i oko prehrambenih proizvoda. U stvari nanotehnologija ogromnom brzinom uvodi nove šanse za inovacije u prehrambenoj industriji ali se neizvesnost i zdravstveni problemi takođe pojavljuju. EU / WE globalni zakon za regulisanje nanotehnologije u hrani su skromni. Osim toga aktuelno zakonodavstvo je nepodobno za specifičnost nanotehnologije.

UVOD ć

ćih izgleda za pretvaranje fundamentalnih istraživanja u uspeš ćava konkurentnost već će doneti pozitivne promene u život ljudi, medicini, životnoj sredini, elektronici ili bilo kojoj drugoj oblasti. Nanotehnologija predstavlja molekularnu proizvodnju ili jednostavnije građenje stvari i predmeta na atomskom nivou, na taj način što bi se pomerali pojedinačni

atomi ili molekuli. Molekularna nanotehnologija u osnovi znač “ postavljanje pojedinač ” K ći dobro poznate fizičke osobine atoma i molekula, nanotehnologija predlaže konstrukciju uređaja veličine nekoliko nanometara.

1.

POJAM “NANO”

Reč nanotehnologija potiče od grčke reči "nano" što znači "patuljak". Nanometar je hiljaditi deo metra 10-9m (širine 3-4 atoma). Jedan nanometar je oko 60.000 puta manji od ljudske vlasi u prečniku ili veličine virusa, tipičan list papira je oko 100.000 nm, debljina ćelija je oko 2.000 do 5.000 nm, a veličina prečnika DNK je u opsegu od 2,5 nm. će od jedne polovine prečnika DNK do 1/20 veličina crvenih krvnih ćelija.

Čestice i uređaji su toliko mali da im je potrebno da se sve meri u nanometrima, odnosno milijarditim delovima milimetra. Ričard Fejnman je važna ličnost za pokretanje nanotehnologije. On je, na sastanku American Phisical Society, prezentovao svoju ideju ću kontrolu nad stvarima u manjim dimenzijama. Kada su pravilno rasuti i obrađeni upotreba ovih kompozita mož ćanja u snazi materijala, smanjenju težine, optičke promene, provodna i magnetna svojstva. Materijali svedeni na manje od 100 nanometara počinju da budu produkovani pod uticajem kvantne fizike i preuzmaju potpuno nove osobine. 1.1.

Definicija nanotehnologije

"Inženjering funkcionalnih sistema na molekularnom nivou". "Umetnost manipulacije materijala na veoma malom obimu kako bi se izgradilo mikroskopske mašine

1.2.

Fokus istraživanja

Na primenjenim materijalima, bio i hemijski procesi, energija, informaciona i komunikaciona tehnologija, industrijski sistemi za upravljanje, mikrotehnologija, elektronika, poslovna istraživanja. Potencijalnu primenu oblasti nanotehnologije u prehrambenoj: nano separacije, čisti antimikrobne površine, Enzimska modifikacija strukture, ukus, dizajn, čestice nanoemulzije, dijetetski proizvodi, nano (bio) senzori npr. za kvalitet hrane, zagađivače, patogene, alergene, itd. Cilj istraživanja nanotehnologije je očekivanje za što kvalitetnijom hranom i ambalažom. Mogući nedostatci u ambalaži prehrambene tehnologije nanomaterijala su: - toliko mali da se čak i bakterije mikroskopom vide. - su obično normalan prah sastavljen od nanočestica koja pokazuju različite osobine praha a istog hemijskog sastava.

1.3.

Podela nanotehnologije

Opšta nanotehnologija za ima četiri različita sektora: -

nanoclay ugljenične nanočestice nanocevi nano- metali, oksidi i biobaze nanokompozita

2.

GLAV A PO RUČJA PRIME E NANOTEHNOLOGIJE

Nanotehnologija se primenjuje u biotehnologiji, farmaceutskoj i prehrambenoj industriji, elektronici, energiji, ICT, objektima i gradnji, mašinama i vozilima, usluzi i logistici, šumarstvu.

Nanotehnologija omogućuje poboljšanje svojstava neke materije, ali i stvaranje novih molekularnih struktura, konstrukcija ili uređaja programiranih za obavljanje određenih zadataka ili radnji. S obzirom na svoju malu dimenziju, njihova upotreba je moguća u širokom spektru aktivnosti gde se tradicionalne metode uglavnom ne mogu koristiti. Tako će se nanotehnologijom neka materija tretirati na način da joj promenimo svojstva, oblik ili moguću funkciju, npr. rub staklene čaše s nanopremazom biće znatno otporniji na oštećenja, crna boja neke površine, čija je funkcija upravo apsorpcija svetla, bi će znatno više crna. Sa pozicije energetske učinkovitosti to je vrlo značajan tehnološki iskorak. Različiti nanopremazi danas se sve više koriste kao postupak efikasnog smanjivanja buke, vibracija ili preterane temperature, za samočistiva stakla koja imaju sigurno profitabilnu budućnost primenom na staklenim površinama vozila javnog prevoza ili velikih zgrada. Automobili koje danas vozimo sve više postaju i poligoni primjene nanotehnologije. Palice za golf ili hokej danas se izrađuju od posebnih polimera sintetizovanih na nanonivou jer time postižemo osobine koje su ključne za funkciju tih predmeta. Danas su već u upotrebi i antibakterijski nanopremazi kojima se pokrivaju površine u zdravstvenim ili različitim socijalnim ustanovama, javnim zgradama i sl. Nanotehnologija je našla svoju konkretnu primenu u području medicinske nege, dijagnostike, fizioterapije, farmakologije, ali i biometrije, akustike i optike.

3.

VAŽ PST PAKOVA JA HRA E

Ambalaža je važna komponenta u pakovanju hrane, jer ne samo da štiti hranu od spoljne kontaminacije, ona ima i niz drugih funkcija. Pakovanje hrane je bitna tehnika za očuvanje kvaliteta hrane, i na taj način smanjuje troškove njenog čuvanja i skladištenja što dovodi do smanjenja upotrebe sredstava za konzerviranje i stabilnost tokom roka trajanja. Veoma je bitna zaštita od hemijskih i fizičkih oštećenja, a pruža određenu pogodnost i u informisanju potrošača putem deklaracija. Bilo da je to staklena boca, limenka, karton ili plastika, ambalaža kojom je hrana zaštićena pomaže u zaštiti od kontaminacije mikroorganizmima, štetočina i drugih

spoljnih uticaja. Pakovanje takođe pomaže u zaštiti oblika i teksture hrane, sprečava gubitak ukusa i mirisa, produžava rok trajanja i reguliše količinu vode ili vlage u hrani.

3.1.

Izbor materijala za pakovanje

U nekim slučajevima, na izbor materijala za pakovanje mogu uticati nutritivni sastojci proizvoda. Na primer, neproziran materijal za pakovanje mlečnih proizvoda između ostalog pruža zaštitu od svetlosti i tako sprečava oksidaciju osetljivih sastojaka u hrani.

3.2.

Izbor ambalaže prilagoditi proizvodu

Izbor ambalažnog materijala zavisi od sadržaja tj. vrste namirnice koja se pakuje u preporučenim uslovima skladištenja kao što su temperatura, relativna vlažnost i delovanje svetla, pa se tome prilagođava i ambalaža, kombinacijom materijala.

3.3.

Pakovanje za određen stil života

Prema današnjem stilu života prilagođen je i način pakovanja hrane tako da na tržištu postoji široka lepeza namirnica koje su već spremne za pripremu - čak i bez otvaranja pakovanja. Bez obzira na način pakovanja, prilagođena brzom stilu života, zadržavaju se hranljivi sastojci, ukus i tekstura hrane, a pre jela, hrana se jednostavno podgreva u ambalaži i konzumira.

4.

ULOGA AMBALAŽE

Ispravna ambalaža- sigurna hrana Važna uloga ambalaže je čuvanje proizvoda, a kvalitetnim pakovanjem kupci pri kupovini mogu videti eventualne promene koje ukazuju na neispravnost proizvoda što je bitno za sigurnost hrane. Do promena na ambalaži može doći slučajnom ili namernom kontaminacijom proizvoda, oštećenjem prilikom proizvodnje ili isporuke, ali je najvažnije da to kupac, upravo zahvaljujući ambalaži može uočiti. 4.1.

Najvažnije karakteristike novog pakovanja su:

-Funkcionalnost: praktičnost, atraktivnost, pruža maksimalni efekt brendiranja -Ekonomičnost za klijente: zahteva manje ulaganja, smanjenje operativnih troškova i potrošnju električne energije. -Očuvanje životne sredine: Ambalaža koja se može reciklirati. 5.

KVARENJE

K ća briga prehrambenim kompanijama jer može da ima ogromne negativne efekte. Otuda nano razvoj u identifikaciji i u nekim slučajevima povratno (vraćaje nazad) kvarenje je izuzetno važno. Tim iz Purdue and Clemson Universyties stvara nanočestice koje fluoresciraju ili su magnetne i će prikačiti sebi patogen iz hrane. Putem ručnih senzora se moglo primetiti prisustvo čak ništavne količine patogena E-coli bakterija. Izmenjen molekularni sastava mleka je početak kvara koji dovodi do reakcije sa nanočesticama ugrađene u pakovanju, što uzrokuje promenu boje pakovanju. Prednost ove tehnologije je u tome što vlasnici prodavnica i potrošači lako mogu uočiti da li je kvalitet proizvoda opao. P će generacije u rešavanju anti- kvar pakovanja tj. pakovanje koje ne kvari upakovanu hranu. Istraživači u Holandiji

razvijaju oslobađajući konzervans iz ambalaže. Konzervans se oslobađa tek kada je otkriveno prisustvo mikroorganizama. Poznat kao " Release- on - komanda " konzervansi nude prednost samo ciljanoj oblasti kvarenja. Time se smanjuje ukupan iznos konzervansa u hrani kao i dodavanje selektivne matrice za lekove ili fermentisane proizvode. Istraživači istraž ćnost sintetizovane adhezijske specifične nanočestice da se nepovratno vezuje za ciljanu vrstu bakterija, vezivanjem inhibiraju ih da ne ćina.

6.

TIPOVI NANOMATERIJALA I NANO STRUKTURA

Nanomaterijali su sirove, proizvedene čestice stvorene da postignu rezultate. Nanokompoziti su sačinjeni od nanomaterijala i vezani su za druge materijale. Iako se koristi u kompjuterskoj tehnologiji ili automobilskoj proizvodnji, nanotehnologija postaje glavni pokretač u razvoju tehnologije ambalaže za prehrambene proizvode. Zbog svoje ogromne svestranosti, istraživači se trude da podstaknu nanomaterijale da obezbede produžen rok trajanja, visoka granična svojstva, kontrolu temperature, borbu protiv mikroba, a pomaže i u kontroli zaliha. Međutim, postoje mnogi bezbedonosni razlozi u vezi sa nanomaterijalima, kao š su njihova mala veličina (mogu da prodru u ljudsko č sistemu). Istraživači istražuju nanomaterijale za upotrebu u različitim namenama ambalaže. Dosadašnji način korišćenja se ubedljivo fokusira na ambalažu prehrambene industrije sa mogućnošću da može da reši mnoštvo izazova kada se pakuju osetljive supstance. U isto vreme postoji zabrinutost za bezbednost ambalažnog materijala koji je u interakciji sa proizvodima koje ih sadrži.

6.1.

Prednosti nanomaterijala

Nanomaterijali imaju mnoge prednosti pred tradicionalnim materijalima i kao takvi omogućuju razvoj novih i inovativnih uređaja. Da bi se profitiralo od ubrzanog razvoja ove grane tehnologije nužno je da se mora propisati jasan i dosledan obrazac za regulaciju takvih proizvoda na tržištu. Obrazac bi propisivao odgovarajući način proizvodnje, a poslužio bi i za procenu eventualnog uticaja proizvoda na zdravlje potrošača i životnu sredinu. Za to je potrebno da je međunarodno usklađena i utemeljena procena sigurnosti procesa proizvodnje kao i samih uređaja. Tako da, postoji prva evropska baza nanomaterijala. Obrazac će moći da se koristiti za standardizaciju tehnologije. Baza podataka uključuje većinu tipova nanomaterijala koje je danas lako pronaći na tržištu. Otprilike 8000 uzoraka za testiranje već je poslano nacionalnim vladama zemalja EU, istraživačkim organizacijama. Nanomaterijali koji se nalaze u bazi podataka proizvedeni su u suradnji sa institutom za molekularnu biologiju i ekologiju (IME) u skladu sa propisima GLP (Good Laboratory Practice). Među 25 tipova materijala nalaze se karbonske nanocevi, srebrne nanočestice, titanijum-dioksid, cink-oksid, bentonit, silicijum i zlato-dioksid.

6.2.

č

Nanočestice (100 nm i manje) su uključene da poboljšaju svojstva plastike. Polimer nanokompozita su termoplastični polimeri koji su nanoinkluzije, 2% -8% po masi. Nano inkluzije se sastoje od nanogline, ugljenika nanočestice, nano metala i oksida i polimernih smola. Nanokompozite karakteriše ekstremno visok zapreminski odnos što ih čini veoma reaktivnim u odnosu na njihove mikro koperante i na taj način predstavljaju osnovu za različite fundamentalne mogućnosti.

6.2.1.

Prednosti dopuna nanočestica

- Mehaničke osobine npr. snaga, modul i dimenziona stabilnost - Smanjena propustljivost za gasove , vodu i ugljovodonike - Termička stabilnost i toplotne distorzije izobličenja temperature - Plamen retardance i smanjenje emisije dima - Hemijska otpornost - izgled površine - Električna provodljivost - Optič će u odnosu na konvencionalno ispunjen polimer

6.2.2.

Nedostaci dopuna nanočestica

Jedan od nekoliko nedostataka u vezi sa ugrađivanjem nanočestica je u pitanju čvrstine i uticaja na performanse. Neki od prikazanih podataka je sugerisao da modifikacija polimera nanogline, kao što su poliamidi, smanjuju učinak performansi. Dalja istraž će biti razvoj i bolje razumevanje formulacija/strukture/odnosa objekata, bolji putevi do pločica, eksfolijacija i disperzija.

6.2.3.

Č

ćenja

Pored toga važno je da se prepozna da ugradnja nanočestice/vlakna daje značajnu osobinu poboljš ćenja. Tradicionalni mikročestični aditivi ć ćenje nivoima da bi se postigle slične performanse. Ovo zauzvrat može dovesti do značajnog smanjenja težine (od očigledne važnosti za različite vojne i avio namene) za slič ću snagu za slič ćana performansa barijere za slične debljine materijala

6.2.4.

Primeri mehanički korisne osobine zbog dopuna nanočestica

Podaci, koje je dao Hartmut Fišer od TNO u Holandiji se odnose na poliamide montmorilonite nanokompozita i ukazuje da je zatezna č ća poboljšana od oko 40% i 20% na temperaturama od 23ºC i 120ºC , respektivno, i modul poboljšanja od 70% do veoma impresivnih 220% na istim temperaturama. Pored toga, pokazalo se da se stabilnost temperature ća na 65ºC, za neizmenjen poliamid, do 152º C za nanoclay modifikovani materijal, a sve iznad se postiže sa samo 5% montmorillonite gline. Slične mehanički poboljšane osbine predstavljene su za polimethil metakrilat hibridna glina. Novi trendovi se odnose na poliamid-6 polimer. Pored toga postoji i naknadna ugradnja kratka/duga staklena vlakana sa nanoclay.

6.3.

NANOKOMPOZITI

Nanokompoziti su nova klasa plastike izvedena iz veoma prefinjenog oblika nanoclay koja se širi u plastičnim smolama. Ove čestice nano-veličine su sastavljene od montmorilonitnih minerala. Nanokompozitna tehnologija podrazumeva materijal i proces potreban da se rasture nano čestice u plastici, metalu ili keramici. Nanokompoziti (naročito sa nanoclay osnovom) i nanostrukturni premazi poboljšavaju svojstva barijere kiseonika, svetlosti, mehaničke č će, fleksibilnost, temperature i vlage, stabilnosti, trajnosti nanogline, nanocevi. - Biopolimeri sa poboljšanim performansama kroz: modifikaciju vlakna, modifikaciju biopolimera, nanostrukturu, bionanokompozite. - aktivne materije: antimikrobni materijali (na primer plava), skuplja kiseonik kao otpadni materijal, UV materijali koji ga apsorbuju (TiO2) - Inteligentna pakovanja sa štampanim pokazateljem su zasnovana na inteligentnoj boji: aktivna oznaka, za jednokratnu upotrebu izvora napajanja

(logistika), identifikacija proizvoda i nano barkodova , nano taggants, nanoclaipolimer kompozitni materijali za pakovanje. ćina, uglavnom u manje od 5vt % . Ovaj proces se naziva eksfolijacija. To je proces u kome se nanoclay ploče pakuju odvojene jedne od drugih u plastičnim matricama. Tokom eksfolijacije ploč ć ći više ploča za odvajanje. Kada je nanoclay znatno dispergovan kaže se da je to listasti. Eksfolijacija olakšava površinske hemijske kompatibilizacije, koja širi nanoclay platelet-pločice do tačke gde se pojedine platelet-pločoce odvaja od druge mehaničkim smicanjem ili toplotnom polimerizacijom. Kompatibilizacija je proces izmene površine nanoclay tako da je privlač će se raziđu u smoli matrice. Dve najčešće kompatibilizacije je onium jonska izmena i jon- dipol interakcija. Nanokompozit mož ći i termoplastični polimer i termoset polimer i stvaranja specifičnih kompatibilizacija su nužna funkcija jedinstvene hemijske i fizič ćina polimera. U nekim slučajevima, konač će biti pripremljen u reaktoru tokom faze polimerizacije. Za druge sisteme polimera, procesi su razvijeni da uključe nanomer nanogline u operaciju sjedinjavanja vrućim topljenjem nanoclay radom u laboratoriji. U principu, nanokompozit pokazuje dobitak barijeri, otpor plamenu, strukturne i termičke karakteristike ali bez znač će. Zbog veličine nanometara dimenzije pojedinih ploča u jednom smeru, ili listasti nanomer nanoclays, ćini polimer sistema. Međutim površina dimenzija proteže se do 1 mikrona, vezana struktura matrice polimera je nepropusna za gasove i tečnosti i nudi superiorna barijerna svojstva. Nanokompoziti takođe pokazuju svojstvo poboljšane otpornosti na vatru i nalazi korist u inženjerskoj plastici. Nanomer nanoclay obezbeđuje razvoj proizvodima od plastike sa uzbudljivim unapređenijim novim polimerima i opciju modifikaciju. Sa pravilnim izborom compatibilizacije hemijskih, nanometara veličine ploče gline su u interakciji sa polimerima na jedinstven način. Moderne plastike su složene formule pružaju višestruku korist za svaku primenu proizvoda uzimajući u obzir I process.

termoplastična : plastika koja omekšava kada je izlož ća u svoje prvobitno stanje kada se ohladi na sobnu temperaturu . thermoset : plastika koja učvršćuje ili postavlja nepovratno kad se zagreva . 6.3.1.

Nanokompoziti u pakovanju hrane

Nanotehnologija ima potencijal da generiše novo prehrambeno pakovanje. Nanokompoziti mogu poboljšati mehaničku snagu; smanje tež ćaju otpornost na toplotu i poboljšaju odbranu od kiseonika, ugljen-dioksida, ultraljubičastog zračenja, vlage, i isparljivih materijala ambalaže. Glavna vrsta nanočestica su ispitivane za upotrebu pakovanja kao i njihovi efekti i primena. Štaviše, nanokompozite takođe karakteriše antimikrobna aktivnost. Pakovanje sadrži nanosenzore dolaze do prehrambene prodavnice da daju informacije o enzimu korišćen u preradi hrane. Paketi bi takođe mogli da pusti vazduha i druge enzime kao i da smanjenji veštački konzervans u hrani. Drugi važan potencijal primene nanočestica u pakovanje hrane je degradacija sazrevanja gasa, kao što je etilen. S obzirom na gore navedeno, ideja da se ubaci aktivna nanočestica u matricu polimera mogla bi da donese dvostruku prednost: da se poboljša performanse pakovanje, i da saopšte dodatnu funkcionalnost (antimikrobni, antioksidant, čistači ili sakupljači). Na taj način promoviše produženje roka upotrebe upakovane hrane i stvaranje jeftine ambalaže koja pomaže u funkcionalnosti, tež ći proizvodnje.

6.3.1.1. Nanokompozitna plastika Nanokompozitnia plastika se koristi u raznim potrošačkim i industrijskim proizvodima. Primena se uglavnom vrti oko poboljšanja barijere proizvoda, otpor na plamen, toplotne i strukturne osobine. Ove pogodnosti su najkorisnije za potrošač ća, prevoznom sredstvu komponente, elektronike, zaštitne premaze otporne na vatru građevinskog materijala. Moderne plastike su složene formule imaju višestruku korist. Veliki broj

proizvodnih procesa se koriste za izmišljaju plastike. Dakle, formulatori žele da koriste nanokompozit ali mora uzeti u obzir i formulu i procesa za konačnu korist,.

6.4. Nano clay Nanoclays su nanočestice od slojevitih mineralnih silikata. U zavisnosti od hemijskog sastava morfologija nanočestica je organizovana u nekoliko klasa kao što su montmorilonit, bentonit, kaolinit, hektorit i haloizit. Organski modifikovane nanoclays nanogline (organoclays) su atraktivna klasa hibridnih organskihneorganskih nanomaterijala sa mogućim korišćenjem u polimere nanokompozita, kao reološki modifikator, apsorbenti gasa i nosioci isporuke leka. Prvi primeri nanokompozita se pojavljuju na tržištu, nanoclay 70 % od komercijalnih nanomaterijala, često se koristi montmorillonite, izveden iz vulkanskog pepela ili stena. Mineralna nanoglina je montmorilonitna (takođe se nazva bentonit ) i to je prirodna glina dobijena iz vulkanskog pepela ili stena. Nanoglina je prirodna nanorazmerena strukturan i organski modifikovan sloj da se veže za matrice polimera. Upotreba funkcionalizovane nanogline u pakovanju hrane može da pomogne da se razviju materijali sa poboljšanim svojstvom gasne barijere.

6.4.1.Nanoclay strukture Montmorilonit glina je najčešći član smektit gline porodice. Montmorilonite se generalno nazivaju "nanoclay". Takođe je najčešći materijal koji se koristi u plastičnim nanokompozitima Suštinski bitna nanoclay sirovina je montmorilonit, 2-u-1 slojevita smektit mineralna glina sa pločastom strukturom. Individualne pločice debljine su samo1nm ravne obično 300 do više od 600 nanometara, što je rezultiralo neuobičajeno visok odnos. Prirodni montmorilonit je hidrofilan. Pošto su polimeri su organofilični, nemodifikovana nanoglina disperguje u polimere s velikim teškoćama. Kroz glinu površinska modifikacija, montmorilonit može biti organophilic I zato je kompatibilan sa klasičnim organskim polimerima. Površina

compatibilizacije je poznata kao umetanje. Compatibilizacija nanoclays disperguje lako u polimere. Na primer, pored tradicionalnog onuim jon modificija. Razvijen je i patentiran sredstvo za modifikaciju ostavljajući natrijum jon na površini i koordinacija je preko interakcije jon-dipol. Kada se nanomer nanoclays rasuti u polimer matricu oni čine molekularnu mešavinu koja se zove nanokompozit.

Ključne reči hidrofilni: hemijski, okruženje favorizuje privlačnost vode ili materijala koji su mešati u vodi. Hidrofilni materijali se odlikuju jakim dipol trenutke. Oni su u osnovi nepomešan sa organofilima. organofili: hemijski ili molekularna orijentacija favorizuje atrakcija ugljovodonika ili materijala koji se mešaju u ugljovodonicima. Organofilični materijali se odlikuju slabom dipol trenutkom. Oni su u osnovi nepomešani u vodi. compatibilizacija: proces izmene površine nanoclai tako da je privlač će se raziđu u smola matrice. Dve najčešće compatibilizacije je onium jonska izmena i jon-dipol interakcija interkalant: organska ili polu-organski hemijsko stanje ulaska montmorilonit gline i vezivanje za površinu. umetnuti ćan, zbog procesa modifikacije površ ćim uslovima temperature i smicanja. onium jonska izmena ći intercalant (površinska obrada) koji sadrži amonijum ili fosfonium funkcionalne grupe. Grupe menjaju površinu nanoclai od jonicalli vezuje za njega, pretvara površinu od hidrofilne do organofilične vrste. jon-dipol interakcija: tip hemijske veze formira između jon i molekul koji sadrži dipol trenutak i delimično lokalizovan negativni naboj. Klasičan primer je hidratacija vode u mnogim jedinjenjima glina-hemijski kompleks: udruženje montmorilonitne gline i intercalant (površinske obrade), u kojima intercalant jonicalli štiti površinu gline. Udruženje ć ći montmorilonit da se rastera u njima. ploče- platelet: opšti oblik montmorilonitnih čestica, koji se sastoji od sklapanja

kao što je struktura u kojoj dimenzija u dva pravca daleko prevazilaze debljine čestice

6.4.2. Haloizit nanoclay Halloisite je prirodni aluminosilicate nanocevi (Slika 1B). Dva sloja halloisite cevi su hemijski sličani kaolinu i imaju prosečnu dimenzija 15 × 1000 Nmi. Halloisite cevi su šuplje i mogu se koristiti za kontrolisane isporuke i otpuštanje lekova, kao i nanokompozitnih i aplikacija modifikacija.

6.5. Nanoclays (kompletna lista) Nanoclay su minerali gline optimizovani za upotrebu u glini nanokompozit multifunkcionalni sistem materijal sa više poboljšanih određenih karakteristika za određenu namenu. Polimer-glina nanokompozit su posebno dobro istražene klase.Nanoclays su široke klase prirodno neorganskih minerala, od kojih se pločasti montmorillonit najčešće koristi u materijalima. Montmorilonit se sastoji od 1 nm debljine sloja aluminosilikatne površine zamenjene sa metalnim katjonom i slažu u 10 µm višeslojne gomile (Slika 1a).

Gomile mogu biti rasute u polimer matricu da se formira polimer-glina nanokompozit (slika 1b).

U okviru nanokompozita, individualni nm debeli slojevi gline su potpuno odvojeni da formiraju pločaste nanočestice sa veoma visokom (nm × lm) odnosom. Čak i pri niskom nanoclay punjenju (nekoliko težine%), cela se sastoji od nanokompozitnih međupovršinskih polimera sa većinom polimernih lanaca nalaze se u bliskom kontaktu sa površinom gline. Ovo može drastično promeniti svojstva nanokompozita u odnosu na čist polimer (Tabela 1).

Tabela 1. Svojstva nanokompozita u odnosu na čist polimer

Potencijalne prednosti uključuju povećanje mehaničke čvrstoće, smanjuje propustljivost gasa, superiorna otpornost plamena pora, pa čak i poboljšana transparentnost kada dispergovane nanoclai ploče potiskuju polimer cristalizacije.

6.5.1. Biorazgradiv skrob na bazi kompozita nano-gline. Cilj je razvoj prerada i biorazgradnja materijala na bazi skroba. Napraviljeno je znač će u razvoju termoplastičng skroba (TPS) materijala.Ovo uključuje: 1.pšenično brašno i pročišćen pšenični skrob i njihovi nano kompozita gline. 2. emulzioni premaz silikon i vosak uspešno se primenjuju na skrob i pokazao efikasno poboljšanje otpornosti na vlagu i smanjenje paropropusnosti.

3. Compostabliti skrobnog materijala u kućnomg kompostiranja je procenjen u odnosu na druge proizvode od papira na osnovu materijala i biopolimera i ćna komprostiranja bila na najvišem stepenu biodegradacije. 4. Film i strane uspešno su proizvedene direktnom ekstruzijom. Dok fleksibilni i transparentni filmovi su pokazali da se primenjuje kao prozor material za pakovanje hrane (npr. vidi kroz paket sendviča -novu aplikaciju), krući list je uspešno termički oblikovan u tacne I poklopce za pakovanje hrane. 5. TPS tacne su ocenjene u uzorku. Identifikovane prednosti i slabosti pružaju korisne informacije za dalja tehnička poboljšanja i eksploataciju tehnologije i materijala. Temperatura i uticaj vlage na TPS i ponašanje materijala tokom procesa se postigao napredak u fundamentalnom razumevanju skroba, nano kompozita glina i prevlačenje. Napredna biobaza materijala u primeni pakovanja Primena materijala biobaze u pakovanju: 1. lak materijal, 2. visoke performanse barijere, 3. Bioobnovljivi sintetički polimeri. Primeri biomaterijala i njihove primene: Jaka nanocelulozna structura. -Biopolimer na osnovu filmova, barijera fiberpolimer kompozit. -Nanocelulozni material: niska gramatura, visoka snaga proizvoda u nove celulozne strukture, premazi, filmovi, pene, kompoziti, lepila, celuloza, nanomaterijali, nanofibrilizovana celuloza, NFC- nano vlakna, nanooblast. Celuloza nanomaterijala: aplikacija, funkcionalizacija, selfassembli, višekomponentni sistem Vitalne komponente u svim živim organizama su proteini koji se sastoje od aminokiselina, -Biokatalizatori imaju ulogu održavanja životnih biohemijskih reakcija. Funkciju određuju struktura enzima. Enzimi kao biokatalizatori: efikasni, specifični, ekološki, prirodne reakcije

Hemoenzimska funkcionalizaciona vlakana u materijalu su na primer inteligentni i rešenje za aktivno pakovanje. Ligninom bogata vlakana kao metod je zasnovan na enzimsko aktiviranje vlakana u kombinaciji sa hemoenzimskim lepljenjem funkcionalne grupe. Odlike: - ciljano lepljenje, nova funkcionalnost - vlakno zadržava tehničkih svojstva - Funkcionalna svojstva u vlakanu: zadužen, hidrofbnost, provodljivost, sledljivost

6.6.. Primene nanoclay pakovanja

će primene u pakovanju dolaze iz nanoclay ili polimera gline nanokompozit (PCN).. će obezbediti bolje zateznu č ću za stavke koje koriste ugljenična vlakana i poboljšana otpornost plamena za plastične mase sa " nanoclai " kompozita . Karakteristika gasne barijere nanoclay u pakovanju hrane su izazvale veliko K ći Nanoclai u pakovanju filmova, odnosno shrink-vrap pomaž ć ćenje proizvoda kroz lanac snabdevanja. U narednih 5 godina nanokompozitni materijali ć ći u krute i fleksibilne ambalaž O ć ća, pivo, meso i ogroman niz upakovane hrane i začini.

Nanoclay poboljšava mnoge kvalitete u pakovanju, uključ ći krutost, žilavost i barijerna svojstva. 1-5% (po težini) nanoclay čestica mogu da zamene 15-20% standardna punila kao kalcijum karbonat, i utiču na smanjenje troškova i poboljšanje mehaničkih osobina. Takođe, dodatak od 10% (po težini) gline može da smanji prodor za čak 75% u nekim materijalima-zbog visoke površine ploča gline, tj. nanosloj sprečava prodor gasova (u 2-5% konc)

Nanočestice gline su obično debljine oko 1nm ali i do 100 nm dužine i širine. Od prirodnih i sintetičkih sorti, nanoclay dobija na popularnosti u plastičnoj ambalaži. Montmorillonit (MMT), prirodna glina je najčešći nanoclay koji se koristi u pakovanju jer je najviše na raspolaganju i najjeftinija. Sintetička glina je skuplja, a nanostrukturni silikoni su najskuplji. Proces kojim je MMT ugrađen u matricu polimera je u ovom trenutku skuplji od komercijalno održivog materijala. Zato što je MMT relativno jeftin i veoma efikasan materijal ći sektor tržišta i manje troškove plastike. Kvalitet ovih nano materijala može biti poboljšan ćim od "čistog" materijala koji se koristi u aplikacijama kao što su retorti kese, karton premazi i aseptični paketi. Mnogi materijali su ispitivani u kombinaciji sa MMT nanočestice gline, uključ ći polietilen (PE i LDPE), najlon, PVC i biopolimer. Polimer nanoclay kompozit je pripremljen sa kompatibilnim materijalima sa PA, najlonom, poliolefinom, Eva, kopolimer epoksidnih smola, poliuretan, i PET, PP, PE, PS. 6.7. Kategorije nanomaterijala Projektovani nanomaterijali ( ENMs ) spadaju u tri glavne kategorije: -

ć

ći u proizvodima nanohrane

neorganske nano materijale, površinski funkcionalizovani materijali, organski projektovani nanomaterijali.

6.7.1. Neorganski nanomaterijali Neorganski nanomaterijali u primeni hrane, prehrambenih aditiva, za pakovanje hrane ili skladištenje uključuju ENMs tranziciju metala: srebro i gvožđe; zemnoalkalni metali: kalcijum i magnezijum, nemetali: selen i silikati.

Drugi ENMs koji potencijalno mogu da se koriste u ishrani uključuje titanijum dioksid. Pakovanje hrane je glavna oblast primene okside metala ENMs. Pronalaskom nanosrebra raste upotreba za veliki broj proizvoda široke potrošnje, uključ ći hranu i zdravu hranu, vodu, i površine za pakovanje hrane i materijala za pakovanje. Upotreba nanosrebra kao antimikrob, antiodezodorans, proglašena ć prevazišao trenutno sve ostale ENMs koji se koriste u različitim sektorima. Nano metali i oksidi, iako ne tako često kao nanoclay, imaju svoje mesto u pakovanju. Na 40-50 nm debeli sloj nanočestica aluminijuma se primenjuju direktno na plastične folije i mogu da zamene potrebu za laminatnu foliju. Nanočestice se obično primenjuju u metodi taloženja. Nneorganski nanomaterijali metalne Ag (srebro) nanočestice Nanočestica Ag srebra može dati polimer sposoban da uništava mikroorganizame. Ona je inkorporirana u plastične kontejnere za hranu. Ovo je verovatno i najčešća primena metalnih nanočestica u tretiranju površina. Za nanano Ag se zna da je efikasan protiv mikroba i tvrdi se da bi bio efikasan protiv 150 različitih bakterija. Čestice pružaju otpor gljivicama, a antibakterijska i antimikrobna svojstva koja ima održava hranu sigurnijom, svežijom, zdravijom i ukusnijom. Nanočestice zlata Au mogu imati iste namene kao srebrne. Istraživači u Nemačkoj, su takođe uključeni za tanke površinske slojeve sa politetrafluoroethene (teflon). U ći antibakterijski efekat nego samo crna. Zeoliti su minerali sa mikro poroznom strukturom. Kada je učitan sa srebrnim jonom i inkorporiran u pakovanju, oni uništava mikroorganizame u njemu. 1% srebro zeolita u polietilenskim pakovanjima, smanjuje nivo mikroorganizama od ćelija u 24 sata. Zeomic ( Sinanen Zeomic Co Ltd) je jedan od komercijalnih srebro zeolit koji se koriste za domaće pripremanje hrane i pakovanje filma i to je FDA ( Food Drug Administration ) odobrila za upotrebu. Srebrni zeoliti od Agion tehnologije imaju odobrenje za korišćenje od strane EFSA (Evropska bezbednost hrane ) za preradu aparata, hranu i pakovanje hrane .. Oksid nanočestice Cink-oksid i titanijum dioksid se koriste u kreme za sunčanje za više godina, kao bela boje za papir, boja za plastiku i štamparsku boju. Oni su belog izgleda, ali nisu vidljivi u kreme za sunčanje, jer su njihove veličine čestica

smanjene ispod 100 nm. Iako ove nanočestice blokiraju UVA i UVB, bilo je zabrinutosti da čestice oš ćuju DNK zato što apsorbuju UV zračenje i prinos hidroksil radikala. Koristeći istu tehniku kao nano metali, silikonski oksid nanočestice debljine 4060nm može se primeniti na jačanje stakla, što bi takođe bilo od posebnog zančaja za pakovanje hrane. U teoriji, ove ideje zvuče kao ideja ušteda vremena i novca, ali naučnici nisu sigurni da ove neorganske čestice ne migriraju, za sada tehnologija je u toku razrade. Sloj silikonskog oksida je dodat u unutrašnjosti kontejnera da poboljša karakteristiku barijere. Na primer, SIG Cormoplast je premaz ( PICVD ) sistem se PET P ć ća imaju skoro tri puta više, 25 nedelja. Sistem se takođe koristi na pivskoj boci u tanakom premazu (20150nm) i može se primeniti i na spoljne površine boca Međutim, smernice objavljene u 2006, Australijska vlada ukazuje da će ova reakcija biti samo interes, ukoliko čestice prodiru, bi će održ ć će čestice ostati na površini spoljašnjeg sloja. Međutim, još uvek postoji rizik i zabrinutost da bude podignuta nakon inkorporacije nanočestica cinka i titanijum dioksid u pakovanje hrane . Kompanija Advanced Nanotehnologija je ispitala upotrebu nanočestice cink-oksid kao UV blokator u pakovanju. Rečeno je ći hemijski blokatori migriraju iz pakovanja, pa se istražuje blokator kretanja cink oksida. Takođe ustanovljeno je da bi dodavanjem cink oksida i politetrafluoroetilena nanoč ćavaju otpornost vode ( Ks400 ) i smanjuju koeficijent trenja( k7 ) od epoksi smole.

6.7.2.Površinski funkcionalizovani materijali

Amorfan nanosilicijum se koristi na površinama hrane namenjen prehrambenom pakovanju. Nanoselen se reklamira kao aditiv za zeleni čaj. Proizvod zdravstvene beneficije koji proističe iz poboljšanog preuzimanje selena..

Funkcionalizovana površina nanomaterijala se dodaje određenoj vrsti funkcionalne matrice, kao što je antimikrobna aktivnost ili akcije konzervansa kroz apsorpciju kiseonika. Za materijale prehrambenog pakovanja funkcionalizovani ENMs koristi se da se vezuju sa matricom polimera, da postignu mehaničku č ću ili brani kretanje gasova i isparljive komponente kao što su ukusi ili vlaga. U poređ ć ća da oni reaguju sa različitim prehrambenim komponentama. Ili je vezan za matricu hrane i tako ne može biti dostupan za migraciju iz materijala za pakovanje ili translokacije drugim organima van GI trakta. Nanokalcijumove soli su predmet patenta. Nanokalcijumove i nanomagnezijumove soli su namenjeni žvakama, takođe dostupne kao dodatak zdravlju. Razvoj nanosol ć ćiti potrošačima da smanje so, jer mala količ ću površinu od površine hrane.

ć

Nano-gvožđe se koristi u lečenju kontaminirane vode, gde se tvrdi da dekontaminacija vode razbija organske zagađivače i ubija mikrobe patogene Kola-ukus nanomleka i nemasni nanomajonez su samo dve od nanotehnologije na bazi prehrambenih nanotehnologija. Koriste se "pametna" pakovanja hrane i postepeno se širi paleta ovih og pakovanja i ćuje da se proizvod transportuje čak i dalje.

6.7.3.Organski nanomaterijali

Organski nanomaterijali se javljaju u prirodi. Koriste se za upotrebu u ćanu apsorpciju, poboljšanu bioraspoloživost vitamina, antioksidanata u telu u odnosu na konvencionalne ekvivalente. Širok spektar materijala su dostupni ovoj kategoriji, na primer -prehrambeni aditivi: benzoeva kiselina, limunska kiselina, askorbinska kiselina i

-dopune: vitamini A i E, izoflavoni, beta-karoten, luteina, omega-3 masne kiseline, i koenzima Q10. Organski nanomaterijal je paradajz, od karotenoida je likopen. Sintetički proizveden nanoprah u obliku likopena je proizveden i kao ekvivalent Proteini, masti i š ćeri i neutraceuticals sastoje se od aditiva koji potiču od biljaka. To su primeri organskih nanomaterijala. Analitičari nanotehnologije procenjuju da je izmeđ ću marketu. Nanotehnologija je takođe otvorila put za uvođenje druge funkcionalnosti, kao što je antimikrobna aktivnost u biorazgradive materijale. Na primer konzervans benzoeve kiseline je vezan za magnezijum aluminijum hidrotalcit i kompleks je pomešan sa polikaprolaktonom da uspori oslobađanje antimikrobni molekul. Drugi važni događaji uključuju korišćenje određenih enzima za antimikrobne aktivnosti. Još uvek deo nanotehnologije, ugljene-nanočestica i nanocevi nema mesto u pakovanju. Primarna korist ugljeničnih nanocevi i nanofibres su odlični u električnoj provodljivosti i koriste po veoma niskim opterećenjima koja ne utiču negativno na svojstva polimera kao što su durometer barijera ili mehanička čvrstoća. Ove pogodnosti se ne odnose na pakovanje.

7. KOMPONENTE PREHRAMBENE AMBALAŽE

Barijerna svojstva su jedan od najvažnijih i izazovnih komponenata prehrambene ambalaže. Prodor svetlosti, vlage ili gasovi mogu da menjaju senzorne karakteristike prehrambenih proizvoda i da izazivaju kvarenje. Nanokompoziti poboljšavaju barijerna svoj ć su komercijalno na raspolaganju. Nanogline i ugljeni nanokanali, punila pokazuju poboljšanja u strukturnim, termičkim, barijernim, vatrootpornim karakteristikama plastike

7.1. Poboljšana Svojstva Nanotehnologija pruža mnoge pogodnosti u industriju pakovanja. Prednost korišćenja nanokompozita je sposobnost da se koristi manje materijala za postizanje bolje performanse. Na primer, neki nanokompozit zahtevaju samo jedan gram nanočestica da zadovolji potrebe 750 m2 materijala. Maksimalna korist se postiže kada su nanočestice pravilno raspoređene, jer su debljine samo jedan nanometer. Ako čestica završi sa svojom velikom površinom vertikalno na površinu materijala, one postaju zastarele, pa je proizvodnja važna. Pod uticajem nanočestice među osobinama su mehanička svojstvai nanočestica može da poveća zateznu čvrstoću i do četrdeset odsto, što omogućava inžinjerima da se smanje merilo filma koji se koristi za kese, plastične folije i može da dozvoli uštedu kompanijama, posebno za žitarice i snek hranu.

7.2. Barijere gasa Primena poboljšanja gasne barijere mogu biti posledica osnivanja relativno male količine nanoclay materijala. Podaci dobijeni iz različitih izvora ukazuju da je brzina prenosa kiseonika za poliamid-organoclay kompozit koji je manji od polovine nemodifikovanih polimera. Ostali podaci otkrivaju u kojoj meri je količina gline inkorporirana u polimere, kao i odnos punioca što doprinosi ukupnoj performansi barijere. Prikazan visok odnos ima veliki efekat, a samim tim i tendenciju ka filer ugradnji na nano-nivou i povećanje svojstva gasovite barijere. Takve barijere su odličnih karakteristika i dovelo je do interesovanja za primenu nanoclay kompozita u pakovanju hrane, fleksibilnost i krutost. Specifični primeri su ambalaže za mesne prerađevine, sir, konditorske proizvode, žitarice i kuvanje-u-torbu hranu, takođe ekstruzija-premazivanja kartona za voćni sok i mlečne proizvode, zajedno sa procesom koekstrudiranja za boce u proizvodnju piva i gazirana pića. Upotreba nanokompozitnih formulacija očekuje se da značajno poboljša život paleti mnogo vrsta hrane.

7.3. Kiseonik barijera HONEIVELL su takođe bili aktivni u razvoju kombinovane aktivne/pasivne kiseonik barijere za poliamid -6 materijale. Karakteristika pasivne barijere inkorporirane nanoclay čestica preko top i procesne tehnike, dok aktivan doprinos dolazi od

isterivanja gasova kiseonika. Rezultati prenosa kiseonika pokazuju znatne koristi koje inkorporiranje nanoclai u poređenju na bazu polimera (oko 15-20% mase polimera, sa naknade koje su u kombinaciji aktivnog / pasivnog sistema). A ćana zavojitost čestica nanoclai u suštini usporava prenos kiseonika kroz kompozit i diskove molekula za aktivno isterivanje gasova dovodi prenos kiseonika do blizu nule, u značajanom vremenskom periodu. Neugljenični nanokanali takođe pojačavaju električnu provodljivost. Najlon 6nanokompoziti se razvija od strane brojnih kompanija, uključ ći i Honeivell, Bajer, Ube Americi i Mitsubishi gasa hemijske, za visoko barijeru pakovanja. Isto tako nanoglina poboljšava granicu kiseonika i krutost 6 filmova, sa značajnim ćnostima za različite osetljive proizvode počevš ćne ljubimce, zagrevanje u torbi, vakuum pakovanja, standup kese. Nano glina znač ćava barijeru performanse najlona 6 uz zadržavanje većinu svojih povoljnih karakteristika- žilavost, bistrinu, toplo punjenje, otpornost na toplotu i otpornost ulja/masti", navodi Lance Altizer of Honeywell. I ća oblast istraživanja upotrebljava poboljšani polimer sa nanomaterijalima u cilju da dopuni i/ili zameni skupa i osetljiva stakla. Ne samo da su ovi materijali znatno lakši i trajniji od stakla već i dozvoljavaju proizvođačima da postepeno produže rok trajanja. H w ’ A najlon 6 nanokompozit su razvijeni sa PET u vidu pivske boce. Sa velikim uspehom predstavljena je verzija 2003. sadržaj korišćenog kiseonika koji brzo reaguje za1.6-litar. Boce iz Južne Koreje je najlon-6 je granični sloj troslojne strukture i obezbeđuje 26 nedelja rok trajanja. Mitsubishi Gas Chemical je razvio slične troslojne PET boce po Imperm-u koji je rekao da ima100 puta manji OTR nego prava PET i obezbeđuje 28,5 nedelja rok upotrebe ( Leaversuch ). HONEIVELL takođe radi i na drugim klasama ć EVOH O će biti jeftinije od EVOH, pružaju bolju zaš ću (Šerman). Glavna prednost korišć ćanje barijere u materijalu na gas i vodu. Dobro poznati primer za to je PET- boca piva koju distribuira Color M ći nanoclays proizvode Nanocor ®. Vreme č PET ćava do 21 nedelje kada se čuva

unutar višeslojne boce i sadrže najviše Mitsubishijevu barijera najlon. Međutim,č ćava dalje, na oko 30 nedelja, kada se nanoclai barijera se koristi.

7.4. Barijere i pakovanje hrane Triton system, američka vojska sprovodi dalja ispitivanja na performansi barijere. Uslov je da u hladnjačama sistem pakovanja bude u stanju da održi svežinu hrane tri godine. Nanoclay polimeri kompozita trenutno pokazuju obećavajuć V će za odlična svojstva gasovite barijere ispoljiti system nanokompozit polimera i dovesti do njihove značajne koristi kao materijal za pakovanje u narednim godinama. Nešto više egzoterič ćnsti proističu iz poboljšane performanse barijere i nedavno je predloženo za filmove za veštačko creva. Pored mehanička svojstva nanočestice pružaju višestruku korist: termička svojstva, svojstva barijere, ograničenja Termička svojstva se takođe poboljšavaju. Dodavanjem samo 5% (po težini) MMT mož ća termičku stabilnost i do 350 %. Potrošači cene: fleksibilnost da kuva ili podgrejava hranu u originalnom pakovanju, parno sveže kese za ća, neke služe za smrznuta jela, itd. Poboljšana termička svojstva nisu samo pogodnost za potrošače, već i za proizvođače. Sada, plastika može da izdrži više temperature. 7.5. Svojstva barijere Nanokompoziti poboljšavaju svojstva barijere, skokova i granice. Barijera kiseonika, ugljen-dioksida, ultraljubičaste svetlosti, vlage, isparljivost su najvažnija svojstva koja nanokompozitna pakovanja hrane mogu da ponude. Svi ovi elementi mogu da utiču na kvalitet i svežinu namirnica, č ćuje rok trajanja. Poboljšana svojstva barijere putem nanoč ćanja rok trajanja, a samim tim i manje otpada. Materijali mogu da budu prilagođeni, kreirani za specifične namene i prilagođeni željenim rezultatima. To mož će u b ćnosti da se stvori materijal koji je nepropustljiv za jedan tip čestica (vlaga, gas, itd).

Kada su nanočestice pravilno listaste (rasute) i usklađene sa velikim paralelnim površinama na površinu filma stvaraju "krivudav put 'za gas i čestice vlage. Ove čestice ne mogu da nađu svoj put između velikih, ravnih lica zidova nanočestica. Kombinacijom vijugavog puta kiseonika ili sakupljačima vlage, materijal postiže neprobojne barijere. Vijugav put kroz film ne samo da sprečava spoljne čestice, već sprečava unutrašnje čestice od izlaska. Pakovanje može da utiče na mnogo promenljivih u hrani. Dešava se po osnovnom principu prodora. Agensi iz pakovanja mogu promeniti ukus, miris, boju, konzistentnost proizvoda. Dakle, pakovanje može umanjiti kvalitet hrane, što je suprotno od njegove namene. Nanotehnologija poboljšava ovu dilemu na dva načina: -za navigaciju vlage i čestice gasa, i -dokazuje izazov za ukus, miris, i boju 7.6. Poboljšana barijera Faktori: - relativna vlažnost (RH), -temperatura, - trajanost čuvanja mora biti uzeto u obzir prilikom izrade nanokompozita za određenu svrhu. Nanokompoziti imaju sposobnost da izvrše ne izmenjene (ili čiste) polimerne smole, ali ne pod svim uslovima. Istraživači izvode test barijere na čist PENG i nanokompozite od LDPE i montmorillonit slojevite silicate, da testiraju karakteristike barijere. Test su 2mm i 6 mm čista i nanokompozitna PENG tokom 19 dana u tri različita uslova: klimatizovano na 39°C, 90% RH, 39°C, 50% RH; 23°C, 50% RH. Na kraju testa, istraživači su utvrdili da su uslovi u kojima barijerna svojstva nanokompozita vodene pare su nadmašili one čiste PENG sa rezultatima: 2 mm nanokompozita pri 23°C, 50% RH; 6 mm nanokompozita na 23°C, 50% RH i 6 mm nanokompozia na

39°C, 50% RH. Na svim drugim uslovima, je čist PENG nadmašio nanokompozit. Moguće je dodatnom tehnologijom dodati u nanokompozit zbog daljeg jačanja svojstva. Važno je inženjerima za pakovanje da shvate moguće aplikacije za nanokompozite. U nekim slučajevima, to je korisno da se upotrebi nanokompozit a u drugima, ne bi bilo vredno cene. Povećana osobina gasne barijere nisu samo od interesa na tržištu hrane, nego i pića. Preciznije, nanokompozit obuhvata veliki deo industrije gaziranih pića (bezalkoholna pića, voda, pivo, itd.). Pored toga nanočestica za samo 5% mase može smanjiti prožimanje kiseonika i ugljen-dioksid i do 80-90%. Takođe, zbog nanoclays ne prave razliku između kiseonika i ugljen-dioksida (kao strvinari ne), oni su više univerzalno primenljivo. Pivo je skup proizvod za transport zbog velikog obima i težine staklenih V ć godinama, smatra se da plastika ne može da zameni staklo, jer barijerne osobine nisu dovoljno jake da zaštite pivo od gubitka CO2. Međutim, nanotehnologija može ojačati plastiku. Trenutno, nanoclay plastične pivske boce ima šest meseci upotrebe i samo se očekuje da se poboljšava koristecěi metode nanotehnologije metode. Uprkos što nanočestice stvaraju krivudav put molekula za gas i vlagu, njihova veličina im ne dozvoljava da rasprši svetlost. Jer svetlost ne skatera, materijal se ne pojavljuje ćist. Otuda male čestice ne utiču na bistrinu materijala, š ćava inženjerima da dizajniraju pakete koji pokazuju i unutar proizvoda. 7.7. Ograničenja Sve prednosti ne dolaze bez izvesnih nedostataka. Jedan faktor koji je ugušio nanokompozitne upotrebe je težak proces i disperzije čestica. Od četiri najčešće proizvodnih procesa, nijedan ne nudi garancije za ravnomerno raspoređen materijal. Koralne osobine zahtevaju najv ći stepen disperzije i eksfolijaciju, u koju ploče gline moraju biti odvojene i usklađene da stvori krivudav put koji je prepreka za gasove i hemikalije. Jedno od rešenja čak i raspodelu unutar polimerne matrice dilema je prevlaka površine materijala, kao što je to urađeno sa silicijum i aluminijum oksidom. Taloženja mogu da se jave na površinu materijala u nanometar-debeli sloj nanočestica. Ovaj metod ne utič ću materijala.

Takođe, zajednička punila deluju kao Scalping agenas. Da se kompenzuje Scalping, prehrambeni tehnolozi treba da izmene proizvod. Karakteristike punila bilo da su mehanički, toplotni ili drugi su neophodni i ne mogu da se uklone, ali se mogu zameniti. Nanočestica se može dodati filmovima bez briga za Scalping. Jer nanočestica je multi-korisno dostignuće a materijal može biti poboljšan iznad očekivanja. (www.flavorscalping.com / more.htm) 8. Primene nanokompozita Tehnologije nanokompozita mogu se primeniti na fleksibilan ili krut paket. Nanočestice se mogu primeniti na površinu ili ugraditi u polimer matricu I mogu se koristiti u višeslojne strukture. To je nada za pakovanje i materijal da će inženjeri uključivanje nanočestica u matricu polimera ostaviti dovoljno kontrole će biti potreba da višeslojni materijal nestane. Konvertovanjem boca od višeslojni kontejner za jedan kontejner sloj (obložene ili inkorporirana), proizvođači uštede novac i manje materijala. Plastične pivske flaše sve više postaju popularne, posebno na profesionalnim sportskim priredbama i na otvorenom izlete. Nano-pivske boce su praktično prilagođene tržištu; nano poboljšani najlon-6 ima tri puta barijeru za kiseonik. Prvi dostupan u Kini krajem 2007, rane nano pivske flaše daju proizvodu rok trajanja od šest meseci. U ranim fazama nano-materijala, poteš će naučnika je stvaranje filmova i sa jakim stretch svojstvima. U potrazi za odgovorima, naučnici su se okrenuli prirodno fenomenu: pauk svili. Pauk svila je pet puta jača od čelika, po je masa jaka i fleksibilna. Pitanja u vezi svoje snage mogu biti odgovori na nano kristalnoj struktura, koja se formira u toku proizvodnje. Dakle, Nano svet je dobio novi pravac, a ovaj novi put vodi ka vojnim Jela spremna za jelo. Vojska je u potrazi za lakšim materijalom sa poboljšanim svojstvima zaštite obroka. To je materijal koji će biti u stanju da izdrži surove i jake uticaje. Nanokompoziti mogu poboljšati trajnost mnogih vrsta hrane tako što usporava procese "respiratorne razmene". Nanokompozit može značajno poboljšati život svežeg proizvoda i svežesmrznuto, i prerađenog mesa, živine, i ribljim proizvodima. Proces usporava prožimanje vlage, štiti proizvod od boje i oksidacije, očuvanje izgleda proizvoda. Nanotehnologija se ne ograničava na prehrambenu industriju, I industriju prehrambene ambalaže. Neki začini koriste nanotehnologiju da spreči grupisanje.

B

ć

ćnosti

ćim inovacijama u "pametna" pakovanja i "aktivna" pakovanja. Razmatrane su tri nove funkcije su: "unapređenje barijera plastičnih materijala; uključivanje aktivne komponente koje mogu ponuditi funkcionalni atributi osim onih konvencionalnih aktivnih pakovanja, kao i očitavanje i signalizacija relevantnih informacija". Barijerna svojstva u nanotehnologiji poboljšane ambalaž ći će da se obezbedi zaštita od migracije ( izlaz) molekula kiseonika, ugljen-dioksida, arome, i vodene pare, time je hrana bolje očuvana. Konvencionalno aktivno pakovanje uključuje susceptor filma i laminata bilo kog materijala sa poboljšanom barijerom da odvoji hranu iz okruženja. Aktivno pakovanje sa antimikrobnim dejstvom poboljšava nanotehnologiji i ne dozvoljava nekim bakterijama ili mikrobima da rastu. Antimikrobni materijali za pakovanje mogu sprečiti razvoj patogena i posle otvaranja što je od posebnog interesa za mlečne proizvode, meso i sveže proizvode Time bi održivost prehrambenih proizvoda produćio na duže vreme. Inteligentna pakovanja mogu da upozore proizvođače, kupce, potrošače o opasnim ili kontaminiranim namirnicama. Materijal za pakovanje može da koristi nanočestice za detekciju koja je u stanju da upozorava ljude (promenom boje, mirisa emituju i sl) kada su prisutni neželjeni patogeni. Karakteristika je korisna od tačke proizvodnje do tačke potrošnje. Naučnici i prehrambeni tehnolozi sanjaju Novi Smart ili inteligentna pakovanja. Jedan takav primer je karton za mleko Moguće je da promeni sastav mleka, da pokrene promenu u boji kada određene štetne bakterije počinju da rastu. Izmenjena pakovanja mogu da upozore prodavca i potrošača da opada kvalitet proizvoda. Neke promene prevazilaze promenu boje; istraživači ispituju mogućnost pakovanja koji menja svoje osobine kao odgovor na okruženje. Naučnici materijala su na tržište sladoleda dizajnirali materijale čiji je molekuli zategnit tako da spoljna toplota ne topi proizvod. 9. Ambalaža u industriji hrane Hrana je najveći kompleks mešavine kaže Dejvid Veitz sa Harvarda. Zbog složene i često osetljie prirode proizvoda, prehrambeno pakovanje je jedna od najkoncentrisanijih oblasti razvoja nanotehnologije. Jedna studija je predvidela će se u 2006, ambalaža za pivo koristiti najveću tež

ća. Dr Manuel Markes,viši naučnik na Kraft tvrdi: " nanotehnologija namerava da ima široku primenu uz težnju da značajno poboljš K ćemo prikazati u prodavnici signalizaciju, čišćenje zamrzivača i podova. Mnoge velike prehrambene kompanije kao Kraft K ’ imaju angažovane "gurue nanotehnologije", koji treba da pomognu razvoju bezbednije, atraktivnije proizvode, sa dužim rokom trajanja i nadajmo se nižim troškovima .

9.1. Razumevanje hrane materijala i prerade hrane Neke od potencijalnih koristi ove tehnologije obuhvataju izmene svojstava, ćava barijerna svojstva , poboljšava mehanički i toplotni otpor, razvijanje aktivnog antimikroba i antifungalnu površinu, očitavanje i signalizacija mikrobiološke i biohemijske promene. Nanotehnologija može biti primenjena u svim fazama ciklusa hrane - od njive do viljuške. će iz laboratorije do police supermarketa i u naše kuhinje. Imaju potencijal da izvrši preokret u sistemu hrane. Dalje, u svetu komercijalne hrane i dodataka ishrani uz dodatak nanočestica ćava veliku korist za bezbednost hrane, kvalitet, rok trajanja. Najveću primenu razvoja pakovanja hrane do sada ima sjedinjene čestice metala ili oksida ili češće nanoglina. Razumevanje prehrambenih materijala i prerada hrane u nano razmeri je važna za stvaranje novih i poboljšanih prehrambenih proizvoda. Štaviše,potencijal za nanotehnologiju hrane je neograničen. U prehrambenoj industriji nanotehnologija je oduševila proizvođače koji su istraživali njegove potencijalne koristi, uključ ći detekciju bakterija u pakovanjima ili proizvodnju jače arome i kolorita. Trenutno, broj prehrambenih ć V ćina nanotehnologije ć ćavanje novih prehrambenih proizvoda. Nanotehnologija može izvršiti preokret sistema hrane i ima potencijal da utiče na nauku hrane na pozitivan način, koliko bi mogao generisati inovacije u hrani teksturi, ukusu, obradivosti i stabilnosti u toku rok trajanja

9.2. Aktivno pakovanje Aktivno pakovanje reaguje na spoljašnje uticaje temperaturu, kontaminaciju. Primer aktivnog pakovanja je programiranje barijere koja kontroliše atmosferu unutar pakovanja. Trenutno u razvoju sada su samo- čišćenje površina da uništi bakterije, izoluje patogene ili fluourescencija pod određenim uslovima ( Ragauskas ). ću snagu za aktivno pakovanja nosi potrošač iz težnje za svež ćoj pogodnosti funkcija. Pakovanje može da ukaže potrošaču da je proizvod u transportu bio odmrznut ili čuva svežinu za duplo duže vreme. Najčešće aktivna ambalaža u upotrebljava kiseonik koji brzo reaguje, čije korišćenje je poraslo 15 puta. Za rešavanje problema č će, Asahi Glass i Pilkington Glass je u proizvodnji stakla(koja sama čiste) tj. staklo sa samo- čišćenjem. U staklo je ugrađena nanočestica titanijum dioksid koja u prisustvu svetlosti reaguje sa prljavštinom i ćom da razbija mrlje. Istraživači eksperimentišu sa materijalima da promene njihova svojstva temperaturu ili vlažnost. Primer bi bio karton za sladoled koji zatež će strukturne molekulekako bi se sprečio uticaj toplote na sadržaj, trebalo bi da bude ostavljena na sunce u toplim letnjim danima. Druge oblasti razvoja obuhvataju odvajanje tehnologija kao što su one koje mogu locirati i eliminisati teške metala, tanji metalik filmove, jestive i biorazgradive filmove i otkrivanje unutrašnji Stres i napetost na raznim materijalima (nano materijali).

9.2.1. Aktivno pakovanje čuva proizvode Kod aktivnog pakovanja u materijale za pakovanje hrane dodaju se određene supstance tj. aktivne komponente. Imaju ulogu da menjaju sastav gasova tokom skladištenja. Takve supstance npr. apsorbuju kiseonik iz pakovanja i na taj način smanjuju koncentraciju kiseonika. Taj učinak zauzvrat smanjuje rast aerobnih mikroorganizama i razgradnju masti u namirnici. Takođe, aktivna pakovanja mogu imati ulogu kao što su apsorpcija ili razvijanje ugljenik dioksida te biti izručivači ugljenik dioksida (npr. kod pakovanja povrća), izručivača etanola (kod pekarskih proizvoda), apsorbera etilena i adsorbera (glicerol i glina kod pakiranja mesa), a

takođe mogu biti regulatori vlage (kod pakovanja povrća) te mogu oslobađati nutriente. 9.3. Inteligentno ’’S ’’ Proizvodi u inteligentnom pakovanju, putem određenih pokazatelja, poput promene boje, nastale zbog hemijske, enzimske ili mikrobiološke reakcije razgradnje, pokazuju nam da li je namirnica sveža i skladištena na odgovarajući način. Osim očuvanja samih namirnica unutar pakovanja i omogućavanja boljih mehaničkih svojstava pakovanja, nanotehnologija ima potencijal da pruži novo rešenje za nadzor i praćenje. Materijali koji imaju antimikrobiološka svojstva zahvaljujući nano česticama srebra ili drugih supstanci već su ušli na tržište. Tu se ubrajaju i materijali za pakovanje hrane koji sami održavaju čistu površinu, odbijaju nečistoće i mogu se promeniti zavisno od spoljnih ili unutrašnjih uslova kao što su svetlo, temperatura, vlaga, pritisak i pH. Smart "pakovanje (sadrži nanosenzore i antimikrobne aktivatore) je razvijen i u stanju je da detektuje kvarenje hrane i oslobađa nanoantimikrobe za produženje roka trajanja hrane, š ćava supermarketima da hranu drže duži period do njegove prodaje. Nanosenzori su ugrađeni u prehrambene proizvode kao mali čipovi nevidljivi ljudskim okom. Takođe, deluju kao elektronski barkodovi. Korisnike upozorava kada započne proces kvarenja upakovane hrane. Cilj je poboljšati sigurnost konzumacije prehrambenih proizvoda i smanjiti količinu nepotrebnog otpada, razvojem posebne vrste indikatora načinjenog od `inteligentne plastike` koja menja boju u različitim uslovima. Zahvaljujući promeni boje indikatora kupac će moći prepoznati kada hrana počinje da se kvari, bilo zbog lošeg pakovanja, isteka roka trajanja, mehaničkog oštećenja na ambalaži ili čuvanje u neadekvatnim uslovima. Novi indikator će biti ugrađen u posebnu vrstu ambalaže, u kojoj će hrana duže ostati sveža zahvaljujući posebnim uslovima stvorenim prilikom pakovanja. Novi tip indikatora koji će biti sastavni deo ambalaže, a u odnosu na dosadašnje, bi će i mnogo jeftiniji. Na taj način se smanjuje rizik od trovanja hranom, kojoj je ili istekao rok trajanja ili je neadekvatno pakovana i čuvana. Što je još bolje, istovremeno se rešava i problem prekomernog bacanja hrane koja se još uvek može konzumirati. Može se primeniti u industriji za preradu mesa, ribe. Novi će indikatori pokazivati stanje hrane unutar pakovanja. Tako će se izbeći konfuzija “U …”

Novi hibrid plastike, koji se sastoji od poliamida i slojevite silikatne barijere, čini da kiseonik mnogo teže prođe kroz pakovanu robu, nego što su konvencionalni filmovi napravljeni od poliamida. Hemijski gigant Bajer (Leverkuzen, Nemačka) proizvodi providni plastični film- Durethan koji sadrži nanočestice gline. To je ćen ogromnim brojem silikatnih nanočestica koje su raspoređene po celoj plastici i mogu da blokiraju kiseonik, ugljen-dioksid, vlagu da prodru u proizvod na primer sveže meso ili u drugoj hrani spreč ći tako kvar hrane. Nanoglina takođe čini plastiku lakšom, jačom, otpornom na toplotu. Nano cor je razvio nanokristale za nanokompozitne plastične pivske flaše. Ovaj materijal smanjuje gubitak ugljen-dioksida i ulazak kiseonika u pivskoj boci. Nananokompozit se upotrebljava za plastične pivske boce koje daju napitku šest meseci roka upotrebe. Ugrađivanjem nanokristala u plastici, istraživači su stvorili još bolju molekularnu barijeru koja sprečava prolazak kiseonika. Nanocor i Južni opekarski proizvodi (Ostin, SAD) sada rade na plastič ćali rok upotrebe do 18 meseci. Istraživači u Holandiji idu dalje I razvijaju inteligentna pakov će konzervans ukazivati da li hrana počinje da se kvari. Radi po principu da konzervans u pakovanju koristi Bio prekidač. "Pakovanje će upozoriti kada kiseonika ima unutra, ili ako izlazi. Takva ambalaž ć u upotrebi u proizvodnje mleka i sastoji se od nanofiltera koji može da filtrira mikroorganizame, pa čak i viruse. Eksperimentima u laboratoriji ći ukus, a crveno vino pretvara u belo. Laktoza sada može da se filtrira iz mleka i zameni sa drugim š ćerom mleko je pogodno za netolerantne laktoze. Nanokeramičke č ćuju grupisanje molekula prljavštinea kod kuvanja ulje je sveže i rastvorljivo, zauvek hleb tip-top sadrži detektovane nanokapsule omega-3 masnie kiseline.

9.4. Killer paper Nauč ’’ ’’- papir ubica. Ovaj revolucionaran material čuva svežinu hrane I pomaće joj u borbi protiv bakterija. Sadrži nanočestice srebra, koje su moćni antibakterijski agensi. Osnovna čestica je srebro koja ima značajnu ulogu u borbi protiv bakterija. Upotrebljava se u medicinske tretmane, na kuhinjskim površinama i u kupatilu.

Dokazano je da ovaj element povoljno utiče na neprijatan miris koji dolazi iz čarapa i obuće, tako što ga suzbija i neutrališe. Srebrne nanočestice su 1/50 000 širine ljudske dlake. Nanočestice, koje imaju dugoročan efekat kao i krupnije čestice srebra, mogu pomoći pri rešavanju problema vezanog za rezistencije na antibiotike, u kome bakterije razvijaju sposobnost da budu otporne na postojeće antibiotike. Papir premazan srebrnim nanočesticama može da obezbedi alternativu raznim tretmanima za očuvanje hrane kao što su termičke obrade, zamrzavanje i skladištenje itd. Za sve ove metode potrebno je izvesno vreme, a i sama hrana neretko izgubi svoj kvalitet i ukus pri primeni istih. "Killer paper" je pogodan za komercijalnu upotrebu. Pored toga što štiti hranu, štedi i vreme. Naučnici opisuju ovo otkiće kao efikasan, dugotrajan metod za deponovanje srebrnih nanočestica na površini papira, koje uključuje ultrazvuk ili upotrebu visokofrekventnih talasa zvuka. Obložen papir pokazao je snažno antibakterijsko delovanje protiv bakterije E.coli i S.aureus, kao i u sprečavanja uzroka kvarenja hrane što izaziva trovanje istom.

9.5. Ostali kompoziti za poboljšavanje pakovanja

Prirodni biopolimer na bazi nanokompozitnih materijala za pakovanje sa biološkim-funkcionalnim svojstvima imaju ogroman potencijal za primenu u industriji za aktivno pakovanje hrane. Poboljšanje nanotehnologije za pakovanje hrane su ugljenične nanocevi koji mogu da se koriste u prehrambenoj ambalaži da unapredi svoje mehaničke osobine. ćan antimikrobni efekat. Bakterija E. coli jeuništena u direktnom kontaktu sa agregatima ugljeničnih nanocevi. Polimer-gline nanokompozit je nastao kao materijal za pakovanje hrane u cilju da poboljša mehaničke, termičke i barijerna svojstva. Metode fleksibilne ambalaže pružaju potrošačima svežije i prilagođene proizvode. Nano felne, nanofibers i nanocevi se istraživali kao sredstvo za poboljšanje svojstva hrane packages.

Nanotehnologija ima potencijal da utiče na sector pakovanja, odlaže oksidaciju i kontrolu migracije vlage, rast mikroba, disanje stopa i isparljivih ukusa i aroma. Hitozan-na osnovu nanokompozitnih filmova naročito koje sadrže srebro se pokazalo da nanočestice sa eteričnim uljem belog luka mogu da se koriste za kontrolu proizvoda u prodavnicama proizvod pests. Fitoglikogen octenil sukcinat I nanočestica e-polilizin znač ćava rok trajanja proizvoda. Ovde nanočestice stvaraju jaku odbranu od kiseonika, slobodnih radikala i metalnih jona koji izazivaju oksidaciju lipida. Istraživač ći silikatne nanočestice obezbedili prepreku gasova (na primer kiseonik) ili vlaga u plastičnom filmu koji se koristi za pakovanje. Ovo bi moglo će kvarenje hrane ili njeno sušenje. Premazi koji sadrže nanočestice se veoma efikasno održava iz kiseonika i zadržava ugljen-dioksid i može da rivala sa tradicionalnom tehnologijom aktivnog pakovanja kao što su prečišćivači kiseonika.

9.5.1. Prirodne self anssambled nanočestice- asemblieri

Prirodne samo- sastavljene nanostructure su mnoge prirodne namirnice koje sadrže nano komponente i njihove osobine se određuju po svojoj strukturi. One su bezbedno jestive generacijama. U stvari, hrana u kojoj su najvažnije sirovine proteini, skrob i masti podnose strukturne promene nananometarske i mikrometarske vage mere tokom normalne prerade hrane Mnoge prirodne namirnice sadrže nano komponente i njihove osobine se određuju po svojoj strukturi . Ovi su bezbedno jestivi generacijama. U stvari, neke hrane u kojim najvažnije sirovine [ proteini, skrob i masti ] podnose strukturne promene nananometarske i mikrometarske vage tokom normalne prerade hrane. Naučnici su mišljenja da su nanomaterijali fundamentalno različite supstance koje stvaraju nove i jedinstvene rizike po ljudsko zdravlje i životnu sredinu. Zahtevaju

novi oblik praćenja bezbednosti. Vrste i svojstva nanomaterijala i nanostructure ćnosti u industriji hrane. Mlečna industrija koristi tri osnovne mikroveličine i nanoprah strukturu (micela kazeina, globule masti, proteine surutke) da se izgrade sve vrste emulzija ( puter), pena (sladoled i šlag), kompleks tečnosti (mleko), plastične materije (sir) i gel mreže ( jogurt). U stvari , mlečna tehnologija nije samo mikro već i nanotehnologija. Istraživanje prirodne nanostrukture u hrani je uglavnom namenjen da poboljša funkcionalno ponašanje hrane. Ovo istraživanje je usmereno na izmenu hranljivih sastojka da proizvede nanočestice koje imaju različite funkcije od originalnog sadržaja. Raniji primeri, iz literature patenta i marketing brošura su broj oksida kao što je titandioksid i silicijum dioksid. Stari je konvencionalno korišćen kao boja i kasnije kao izobilje supstanci u hrani. Proteini hrane npr prirodni beta laktoglobulin je oko 3,6 nm dužine i može da se podvrgne denaturaciji pritiskom, toplotom, pH, itd. Denaturisane komponente se ponovo okupljaju, formira se veća struktura u obliku vlakana ili agregata. Za uzvrat može biti sastavljen u obliku još veće mreže gela. Samo-sastavljeni nanokanali iz hidrolizovanog proteina mleka a to je α-laktalbumin je potencijalni novi nosač za nanoenkapsulaciju hranljivih materija, kao dodatak i lekovima. Micelijum kazeina može biti korisna kao nano prenosnik za ulazak, zaštitu i isporuku osetljivih hidrofobnih dijetetskih proizvoda u okviru prehrambenih proizvoda. Polisaharidni proteini mogu spontano da se odvoje u fazu u vidu kapljica nano ili micro veličine i da se disperguju u trajnu fazu. Skrobne granule ekspandiraju pri zagrevanju i oslobađa se hidratisan biopolimer da bi se rekristalizovao u nano prah strukturu (npr. rekristalizovana amiloza regija može biti oko 10-20 nm); Sortiranje sorte graška korišćenjem mikroskopske metode je identifikovala komercijalne sorte kao što su Greenshaft mešavina koja sadrži normalni skrob i prirodno otporan skrob. Nanostrukturni sastojci hrane se razvijaju uz tvrdnje da oni nude poboljšan ukus, teksturu i konzistenciju

Dekstrini i ostali degradacioni proizvodi ekstruzije se koriste da obuhvate bioaktivne supstance u micro regionu, itd . U slučaju masti monogliceridi na primer mogu se sami sklopiti na nano nivo u mnoge morfologije u hijerarhijski strukturirane kristale triglicerida (10-100 nm), prati ih aranžman velikih klastera onda u vidu jata i na kraju mreža masnih kristala. Na primer, niskokalorična posna mast nanostrukturnog namaza majoneza i sladoleda tvrde da su kao "krem" puni masti, nudi opciju zdravlja za potrošača. Prirodna nanostruktura se nalaze u hrani proizvedena od strane nekih proteina i ugljenih hidrata. Primeri uključuju varenje hrane i proces stvaranja structure kao što su raspored amiloza i amilopektin u skrobnoj granuli. Vime krave je dato kao primer nano uređaja za sintezu, skupljanje i izdvajanje proteina i masti u vodenu fazu u koju oni kasnije postaju gradivni blokovi za mnoge strukture proteina. Takvi procesi izazivaju mikro strukturne promene u hrani, kao što je homogenizacija i fino mlevenje. Homogenizovano mleko je nanostructure veličine kapljice od 100 nm.

9.6. Mogućnosti namene Glavno područje primene uključuje pakovanje hrane koje sadrži nanoprah ili nanoinkapsulirane sastojake i aditive. Mogućnost za primenu hrane u nanotehnologiji izgleda neograničen. Svi aspekti prehrambene industrije od sastojaka ambalaž ć T ćavaju primenu za poboljšanje proizvodnje hrane, prerade, pakovanje i čuvanje. Identifikacija bakterija i kvaliteta hrane prate se biosenzorima- inteligentna, aktivna i pametna pakovanja hrane; nanoencapsulcija bioaktivnih jedinjenja hrane su nekoliko primera u nastajanju primene nanotehnologije u prehrambenoj industriji. Ugljenični nanokanali mogu se koristiti u pakovanje hrane da poboljša mehaničke karakteristike. Nedavno je otkriveno da ugljenični nanokanali izlož ćnom antimikrobnom efektu bakterija Escherichia coli pri kontaktu sa agregatima

ugljennanokanala je direktno uništena.U stvari duge tanke nanocevi prodiru u č E ći štetu.

9.6.1. Primena nanotehnologije u proizvodnji organske hrane Primena nanotehnologije u proizvodnji organske hrane zahteva predostrožnost, jer se malo zna o njihovom uticaju na životnu sredinu i ljudsko zdravlje. Neke nedavne primene nanotehnologije bezbednost hrane i rizik problema od nanomaterijala je put za ulazak nanočestica u telo. Postoje i propisi I sertifikacije sistema nanotehnologije u nekoliko zemalja. Funkcionalizovan nanostrukturni materijali nalaze primene u mnogim sektorima prehrambene industrije. Uključuju se i nanosenzori kao novi materijali za pakovanje sa poboljšanim mehaničkim barijernim svojstvima, efikasna i ciljana isporuka hranljivih materija G ća, kao što su iskorišćavanje micelijum kazeina, prirodni nanosredstva hranljive materije, za pružanje bioaktivnih hidrofoba; otkrivanje jedinstve nanocevi na osnovu enzimske hidrolize a -laktalbumin; uvođenje tehnike enkapsulacija zasnovana na hladan skup želation za isporuku osetljivog na toplotu bioactives uključ ći i probiotik; razvoj i upotreba Maillard reakcije na osnovu konjugatai mleka, proteina i polisaharida za enkapsulira bioactivne supstance. Uvođenje b- laktoglobulin- pektin nanokomplekes za isporuku hidrofobnih dijetetskih proizvoda; Sinergizing površine osobine proteina sa svojstvom stabilizacije polisaharida u naprednim dvostrukim emulzijama W/ O/ W ili O/ W/ O; Primena proteina mleka za lekove uključ ći laktoferin ili goveđi serumski albumin konjugovana nanočestica za efikasne in vivo lekove i stvara preko krvi-mozga barijeru; DNK lanac: tehnologija mikroelektromehanič ćiti realizaciju potencijala nanotehnologije za primenu hrane. Nanocharcoal ® adsorbens nalazi se u primeni za obezvojavanje proizvoda hrane.

ć

9.7. Analitički pristupi su podeljeni u tri grupe; -

odvajanje tehnike snimanja tehnike karakterizacija tehnike

Napredak u analitičkoj nanotehnologiji za primenu u prehrambenu industriju je da se hrana analizira sa posebnim naglaskom na nanosenzorisanje. ćenje i kontrolu na primer: direktno merenje pojedinih faza procesa, kao što su pečenje; preciznije merenje isparljivih supstanci, merenje temperature i kvaliteta proizvoda pri pečenju, osiguranje kvaliteta (npr. blagovremeno upozorenje u hladnjačama o okruženju da šunka nije ili jeste bezbedna za jelo. Nanosenzori su integrisani u pakovanje hrane da pokažu da li je hrana još uvek spremna za ishranu. Nanosensors su razvijene za bezbednost hrane i kontrolu kvaliteta u evropskom projektu GOODFOOD (2004-2007) i Nanosita se mogu koristiti za filtracija piva ili mleka za proizvodnju sira. Elektronski nos je uređaj koji koristi niz hemijskih senzora za obradu podataka sistema koji imitira način na koji nos radi. Primena elektronskog nosa ć ću elektronskog nosa se ostvaruje u vidu signala. Elektronski nos takođe mož ćenje promene mirisa jagode tokom osmotske dehidratacije. Tipičan nanosensor "elektronski nos" se može koristiti za kontrolu kvaliteta mleka u industrijskoj preradi. Brz i ekonomičan metod koji istovremeno u hrani detektuje tri patogene bakterije: Salmonellu tiphimurium, Šigela flekneri, i E. coli O157: H7, preko pristupa kombinacije magnetne mikroč ćivanje i antitela konjugovanih poluprovodničkih kvantnih tačaka kao markeri fluorescencije -Nanosensori mogu otkriti proteine alergena da spreči neželjene reakcije na hranu, kao što su kikiriki, drvo orašasti plodovi i gluten. Nanofiber mikrobiološke celuloze se proizvodi fermentacijom je takođe proučavao razvoj nove nanostrukturne materiale.

10. Termin "nanofood" Opisuje hranu koja je kultivisana, proizvedena, obrađena ili pakovana korišćenjem nanotehnologije tehnike ili sredstva ili dodate na proizvode nanomaterijala. Svrha nano hrane je da se unapredi bezbednost hrane, poboljša ishrana i ukus, smanje troškovi. Iako je nano hrana još uvek u povoju, nanočestice su sada pronađene primenjene kao nosici antimikrobnih polipeptida protiv mikroba koji pogoršavaju kvaliteta hrane u prehrambenoj industriji. Sloj koloida skroba ispunjen antimikrobnom supstancom, tako da ako mikroorganizmi rastu će prodreti kroz skroba antimikrobnao supstanca.

10.1.Koristi od nanohrane Uključuju unapređenja zdravlja, aditiva, duži rok trajanja ili novi ukus sorti. Trenutna nanotehnologija se primenjuje u Food Science da obezbedi detekciju patogena hrane, kroz nanosensore koji su brzi, osetljive. Međutim, dobro je poznato da je nanočestica opremljena sa novim hemijskim i fizičkim osobinama koje se razlikuju od normalnih makro čestica u istom sastavu može interaguju sa živim sistemima i time prouzrokuje neočekivane toksine. Do sada, upozorenja o proizvodima nano hrane preko manipulacije molekula-nisu postigli prevrtanja tačka u smislu pažnje javnosti. Neproverena nanotehnologije se koristi u više od 100 prehrambenih proizvoda, pakovanje hrane i kontakta materijala bez upozorenja.

10.2. Trenutna lista prehrambenih proizvoda Nanoprodkti uključuju: aktivno ulje repice (Shemen Haifa, Izrael), nanočaj (Šenžen T G K ćni sok (Vive. com, SAD), nanofarmaceutika Slim Shake ( RB L I SA ć S O će (odabrani ukusi za zdravlje male dece, "Dnevni vitamin Boost" sok (Jamba

Juice Havaji, SAD) i nanokapsule koje sadrže riblje ulje tunjevine (izvor omega3 masne kiseline) u "tip-top" hleb (Enfield, Australija) . S ća vrši se preko projekata u nanotehnologiji hrane npr.može se dodati kapljica ulja da pomažu u zaštiti od oksidacije. Polilizin je mnogo manji od nano čestice fitoglikogen octenil sukcin ć ći mu da popuni prazninu. Vrste nanotehnologija

11. Nanoekcapsulcija Nanoencapsulacija se definiše kao tehnologija za pakovanje supstanci u malom, uz korišćenje tehnike kao što su nanokompozitni, nanoemulzifikacija, i nanoestrukturacija i daje finalnom proizvodu funkcionalnost koja uključuje kontrolisano otpuštanje jezgra. Zaštita bioaktivnih jedinjenja, kao što su vitamini, ći korišćenjem ove tehnike za proizvodnju funkcionalne hrane sa poboljšanom funkcijom i stabilnošću. Naučnici su razvili patentiranu tehnologiju da nanoencapsulati imaju sposobnost mnoštvo bioaktivnih i aktivnih sastojaka u nutricioničkim proizvodima. Utvrđeno je da ove nanokapsule da se probijaju i da se apsorbuju kao zajednička hranu nakon što su isporučile svoje aktivne sastojke. Nanoencapsulation može ostvariti značajne uštede za formulatore, jer može da smanji potrebnu količinu aktivnih sastojaka . Istraživači ispituju enkapsulaciju i kontrolisano oslobađanje aktivnih sastojaka ći nanotechnološka dostignuća Octenil sukcinil anhidrid-e-polilizin je potencijal da postane bifunkcionalni molekul koji može da se koristi bilo kao površinski, ili emulgator u enkapsulacija dijetetskih proizvoda ili lekova ili kao antimikrobna supstanca Lipidna baza nanoencapsulacionog sistema poboljšava performanse antioksidanata putem poboljšanja njihove rastvorljivosti i bioraspoloživosti, in vitro i in vivo stabilnost, i sprečava njihove neželjene interakcije sa drugim komponentama hrane. Glavni lipidi su osnova u nanoenkapsulacionom sistemu koji se može koristiti za zaštitu i isporuku namirnica i dijetetskih proizvoda kao što su nanolipozomi, arheozomi.

Tehnologija nanoli ćnosti u oblastima kao što su enkapsulacija i kontrolisano otpuštanje hrane, kao i poboljšana bioraspoloživost, stabilnost, i rok trajanja osetljivih sastojaka. Primena nanolipozoma su nosioci transporta hranljivih materija, dijetetskih proizvoda, enzima, aditiva , i antimikrobne hrane. Koenzim Q10, nanoliposomi su proizvedeni sa željenim kvalitetom i stabilne enkapsulacija. Coloidozomi su kapsule velič ćelije i sebe montiraju u šupljinu ljuske. Molekuli bilo koje supstance mogu biti smešteni unutar ove ljuske. Naučnici veruju da su masti blokatori, lekova i vitamina i mogu da se smeste u coloidozome. Predložen je metod da se u vodi formiraju rastvorljive nanočestice zarobljene b- karotenom Naučnici formulisan beta-karoten u nanostrukturni lipid kao nosač ćava normalnom hidrofobnom beta-karotenu da se lako raspršuje i stabilizuje u prodaji. Tehnologija nanoencapsulacija ima potencijal da se sretne sa izazovima prehrambene industrije u pogledu efikasnog pružanja zdravlja funkcionalnih sastojaka i kontrolisano otpuštanje jedinjenja. Prolamine u endospermu kukuruzu i oblaže lipid, č ći od promene i pogoršavanja. Masti: soja lecitin je glavni strukturni sastojak u formiranju vodene nanodisperzije ćenja u vodi nerastvorljiv aktiv. Ovi aktivi uključuju vodu, nerastvorljive dijetetske proizvode, masti, rastvorljive vitamina. Zatvoreni aktivnih se lako zasprše u vodenoj bazi proizvoda, pokazuju poboljš ćanu bioraspoloživost. Posebna studija je pokazala da sedam puta viš ćelijama prihvata koenzim Q10 u odnosu na tradicionalne nanodisperzije prah formulacije. 30 nm sferni proizvod, nazvan Nova SOL sadrži dve hranljive materija da se spaljuje masti je razvijen od strane nemačke Kompanija Akuanova ( Darmstadt, Nemačka ) . Nanocochleates se sastoji od prečišćene soje na osnovu fosfolipida, koji sadrž i najmanje 75% mase lipida to mož e biti fosfatidil serin, dioleoil fosfatidil serin, fosfatidna kiselina, fosfatidilinositol, fosfatidil glicerol i mešavina jedan ili više ovih

lipida sa drugim lipidima. Dodatno ili alternativno, lipid može da sadrži fosfatdilholin, fosphatidilethanolamine, difosfatidilglicerol, dioleoil fosfatidna kiselina, distearoil fosfatidilserin, dimiristol fosfatidilserine i dipalmitoil fosfatidilgicerol. Nanocochleates su nanokoloidne čestice koje se prelamaju oko mikroelemenata i imaju sposobnost da stabilizuje i zaštiti prošireni spektar mikroele ća hranljivu vrednost prerađene hrane. Osnovu za fizičko-hemijska svojstava i mikroenkapsulirano riblje ulje, pectin š ćerne repe se smatra kao alternativa na proteinima mleka i gumarabike za enkapsulaciju sastojaka funkcionalne hrane.

11.1. Nanoencapsulacija probiotika Probiotici su uglavnom definisani kao živa mešavina bakterija i može biti inkorporiran u hrani u vidu tipa jogurta, jogurt fermentisan iz mleka, sir, pudding i ć ća. Enkapsulirani oblici sastojaka postižu duži životni vek proizvoda. Nanoenkapsulacija je poželjno da razvija probiotske bakterijske preparate koji mogu da se transportuju na određene delove digestivnog trakta gde su u interakciji sa specifičnim receptorima. Ovi nanoencapsulirani kreatori probiotičke ćnošću modulacije imuno reakcije.

Skrob poput nanočestice mož ći da zaustavi oksidaciju lipida i time poboljšati stabilnost emulzije nafte u vodi Zdravstvene prednosti kurkumina, koji je prirodni pigment iz začina kurkum žute boje, može se poboljšati enkapsulacija u nanoemulziji.

12. Nanoemulzije Polifenoli su privukli mnogo pažnju u poslednjih nekoliko godina. Nanoemulzije mogu poboljšati stabilnost i bioraspoloživost epigalokatehina i curcumina Stearinom bogato mleko se koristi, pojedinačno ili u kombinaciji sa a-tokoferolom za pripremu ulje u void. Natrijum kazeinat je stabilizovana nanoemulsions.

Imobilizacija a-tokoferol u masnoj kapljici sa visokom tačkom topljenja mlečne masti triglicerida, pod uslovom da se zaštita od degradacije. Nanoemulzije su razvijene za upotrebu u dekontaminaciji opreme pakovanje hrane I pakovanje hrane. Tipičan primer je nanomicella je tvrđeno da sadrže prirodni glicerin. Uklanja ć ća, ulje, prljavština sa pribora za jelo. Nanoemulsions su skrenuli mnogo pažnje prehrambenoj industriji, ć ć ća bez promene izgleda proizvoda. Nanoemulzije su efikasni protiv raznih patogena hrane, uključ ći i gram-negativne bakterije. Oni se mogu koristiti za površinsku dekontaminaciju prerade hrane biljaka i za smanjenje površine kontaminacije pileće kože. Rast kolonije salmonella tiphimurium je bio eliminisan od strane lečenje nanoemulzijom. ć

ća i drugih

primena. Razne vrste nanoemulzija, uključuju i jedan sloja, dva slojeva i triple-slojeva nanoemulzije, u zavisnosti od polielektrolita, kao što su alginate i chitosan. Čvrste lipidne nanočestice hrane su formirane kontrolisanom kristalizacijom nanoemulzije i prijavljeno je za isporuku bioaktiva kao što je likopen i carotenoidi. Glavne prednosti čvrstih lipida: Nanočestice su velike, proizvodnja bez upotrebe organskih rastvarača, visoka koncentracija funkcionalnih jedinjenja u sistemu, dugoročna stabilnosti , kao I sposobnost da bude suv sprej u obliku praha. Megestrol acetat suspenzijaza oralnu upotrebu (MAOS) je apetit stimulans namenjen kod pacijenata sa AIDS-om. Dostupan je u originalnoj formulaciji, Megace ® (MAOS), a kao nanokristal disperzija, Megace ® ES (SO-e) (Bristol-Miers Scuibb, Njujork, SAD). Bioraspoloživost i apsorpcija je pronađ ća za MA-ES nego MAOS, time, što ukazuje mr -ES EA prednost formulacije megestrol acetat prilikom korišćenja kod pacijenta čiji je kalorijski unos smanjen.

13. Polimerne nanočestice Polimerne nanočestice za kontrolisano otpuštanje i ciljanu isporuka

funkcionalnih jedinjenja su napravljene su korišćenjem polimera i površinski se uključuje alginska kiselina, Polilaktic ko- glikolna kiselina, kao i Chitosan. dalje, naučnici su prijavili podatke o polimernim nanočesticama, uključ ći vitamin E, itrakonazol (antimikrobno ), beta-karoten , kaocolorant. Biopolimerne nanočestice su veoma bioaktivne čvrste prečnika od 100 nm ili manje. Vajs i njegove kolege su pokazali da čestice mogu da posluže kao nosioci antimikrobnih komponenti, sa niacinom koji sadrži biopolymer nanočestica. Izlaže ćniju aktivnost protiv E. coli O157 : H7 od čestica bez nicina. Drugo otkriće antimikrobnih osobine nanozin oksida i nanomagnezium oksida na Univerzitetu u Lidsu može da pruži mnogo pristupačne materijale za primenu u pakovanju hrane. Nedavno, za nano obradu je korišćen za stvaranje novih oblika u čvrstom stanju prehrambene proizvode, kao što su žitarice . u odnosu na konvencionalnih materijala, ovi materijali imaju nova fizička svojstva, kao što je izmenjena rastvorljivost, kohezivnost, stabilnost, i reaktivnost.

13.1. Prednosti Polimera Nanomer nanoclays stvara plastiku sa više poboljšanja, dajući povoda za proizvode koji proširuju plastiku u mnogim oblastima i primenama. Data je delimična lista polimer proizvoda i oblasti proširenja.

13.2. Polimer glina Uključivanje nanoclays u pakovanje je doprinelo : Smanjenje sirovina. Poboljš ćava korišćenje manje sirovina i donja mera za 20 % se mož ći. Upaljač pakovanje može dovesti do uštede u troškovima transporta, skladištenja i reciklaže . Manja zavisnost od specijalnih proizvoda. Polimergline nanokompozita mogu biti alternativa skupih specijalnih materijala. Nanokompoziti mogu biti jeftiniji, da se recikliraju.

Eliminacija sekundarnih procesa. Skupe operacije kao što su laminacija za barijeru pakovanje ili mehanički završnu površinu mogu eliminisati. Manje složene strukture . Nanokompoziti mogu imati manje složene strukture nego, na primer, više laminati i to može dovesti do lakše reciklaže. Smanjenje vremenskog ciklusa. Promenom fizičkih i termičkih svojstva će je da se smanji. Površine nanoclays su prirodno aktivnije od mnogih polimera. Dakle, nanoclays dodati polimer može da se koristi za uključivanje aktivne supstance kao što su čistači ili sakupljači kiseonika strvinari ili jedinjenja arome pakovanja. Oni mogu biti trajno vezani za glinu i ponašaju se kao čistači ili sakupljači ili da bude pušten u toku rok trajanja proizvoda, na primer za sprečavanjei gubitka arome tokom skladištenja

Nanoprah tečne structure Nanoprah je sastavljen od tečne strukture koristi se kao sredstva za ciljane dijetetske proizvode. Proširena je micela veličine 30nm i mogu se koristiti u ća bez faze razdvajanja. Njihov potencijal namene uključuju likopen, beta-karoten, koenzim Q10, Omega-3 masne kiseline, fitosterole i izoflavone.

14.2. Dostavljanje bioaktivnih jedinjenja Dostavljanje bioaktivnih jedinjenja istraživači su prijavili gvožđa i gvožđa / cink koji sadrže nanostrukturna jedinjenja namenjena za ishranu kojoj je poboljšana bioraspoloživost i minimizirane promene u boji završnog proizvoda. Naučnici su različite načine dobijanja nanočestice u jedinstven asortiman koji je pogodan za ishranu i lekove. Sintetički protein nanostructure deluje kao surogat(oponaša) , kao što su virusi i plazmid za hranu i lekove. Koristi od proteina nanočestice su netoksični, stabilni, dugo traju, nisu antigeni i biorazgradivi.

15. Bionanotehnologija u prehrambenoj industriji Bionanotehnologija u prehrambenoj industriji je veoma interdisciplinarna oblast koja je rezultat konvergencije fizičkog i nauke o životu, i inženjering. Biosenzori i laboratorija na čip- sistem su tipični rezultati bionanotehnoločkog istraživanja. Bionanotehnologija ima za cilj da premosti jaz između bio- i nano tehnologije, i pokušava da pronađe osnovne principe bioloških fenomena, kao I projektovanje alata za preciznu kontrolu materije nananoveličine. Vageningen BioNT centar ( Vageningen,Holandija) pomaže kompanijama iskoriste ćnosti mikro i nanotehnologiju da se poboljša hrana i spreči zdravstveni problem.

16. Probiotici u ishrani nanotehnologije Probiotici su proizvodi čiji je cilj pružanje žive, potencijalno korisne bakterije u crevima ljudi i ekosistemu drugih životinja. Kalcijum i dr Kim probiotike nanohrane kombinacijom smanjuje rizik od osteoporoze. Hrana koja sadrži probiotik je ćinu ljudi. Različite kapsule, tečnosti, praškovi su na raspolaganju. Prah može da se doda u hranu, ali ne bi trebalo dodavati ako je će uništiti bakterije. Druga opcija je da dodate na svoj način ishrane . Ove namirnice su jogurt, kefir (kultivisani mlečni napitci ) , tempeh ( napravljen od soje), i Kimchi (korejski fermentisan kupus, jelo ).

17. Prevlake J

ć

J ć će, konditorske proizvode, pekarsku robu, brzu hrane. Može da spreči vlagu i razmenu gasova. Deluju kao sredstvo da se isporuči boja, ukus, antioksidante, enzime i agensi protiv posmeđivanja i takođ ćati trajnost proizvedenih namirnica, čak i posle otvaranja pakovanja.

Osobina mango pire jestivog filmova može da se značajno poboljša sa celuloza nanofibers pojačanjem. Jestiva antibakterijska nanocoating mogu direktno primeniti na pekarsku hranu. Premazi nude znač ćim UV premaze, i zamenjuje skup lepak –plastike za plastifikaciju. Ovo smanjuje troškove materijala i pojednostavljuje liniju proizvodnja. . 18. Regulisanje nanotehnologije Uprkos brzom razvoju nanotehnologije u hrani malo se zna o pojavi, sudbini i toksičnosti nanočestica.. Značajan segment je da javnost ne želi svoju hranu " projektovana"-bio, nano, genetski modifikovane ili na drugi način obrađene. Vitamin B12 u spreju može da se raspršuje u usta deteta pri čemu se apsorbuje vitamin unanoprahu direktno ćelije, čime će poveć ć će. Nano-kapsule isporučuje hemikalija iz ulju u uljanoj repici kuvanjem, prestaće holesterol ulaskom u krvotok. Nano pakovanje za sposobnost samo čišć ć ćiti uklanjanje svih bakterija iz mleka ili vode, bez kuvanja. Regulatorna tela š će principe za nano. Neizvesnost postoji preko regulisanja nano-baziranih proizvoda i povezana je delimično zbog nedostataka sigurnih podataka potrebnih za informisanje regulatorna tela. Napor da se olakšaju međunarodnu saradnju i razmenu informacija kako bi se osiguralo prihvatanje i korišćenje mnogih pogodnosti nanotechnologi. Postoji hitna potreba za posebna uputstva za testiranje nanofoods. -Značaj prirodnosti u prehrambenim proizvodima i poverenje bili su značajni faktori koji utiču na uočen rizik i smatra se korisnom nanotehnologiji hrane I pakovanja hrane.

Trenutni pristup proceni rizika koriste od strane FAO / WHO I Kodeks je dostupan pogodan za ENMs u food. Međutim, postoji potreba da se razmotri čitav životni ciklus projektovanih nanomaterijala u poljoprivredno prehrambenih aplikacijama.

19. Bezbedonosni razlozi

Nanoč ćavaju. Minijaturne su veličine mogu da budu mač sa dve oš P ća zabrinutost kako u SAD i inostranstvu kako ove tehnologija utiče na životnu sredinu i zdravlje. Majušne i sitne nanočestica mogu da stvore super jak material, isporuči lekove sa velikom preciznošću, mogu takođe ć ća, prođu lakše kroz kožu ili boravi duže u okruženju, kao zagađivač ći lek za ili uzrok ’’ Chad Mirkin w U ’ Nanotech centar. " Jasno je da je potencijal za ovu oblast ogroman. Moramo ići napred sa odgovarajućim poštovanjem prema novim nanomaterijalima". Eksplozivni rast novih materijala zasnovane na nanotehnologiji učinili su da globalna proizvodnja ovih materijala prelazi 1 triliona dolara u roku od 15 godina (Amato), jer se tehnologija razvila veoma brzo i č ća. Upravljanje i industrija nisu držali korak. Mnogi traž ćan nadzor a u nekim slučajevima moratorijum na sva istraživanja zajedno. Što se tiče bezbednosti mnogi istraživači u prehrambenoj industriji izuzetno vode računa o izboru proizvoda i materijala, i naglašavaju da nisu radili sa materijalima koji izražavaju zabrinutost. Manuel Marquez- Kraft Foods kaže: " Mi radimo sa ć u prirodi. Materijali koje istraživači koriste da razviju ukusinkapsulirane nanočestice potiču od prirodnih sastojaka koje se razlažu u K ći degradibilne i biokompatibilne polimere izmišljaju se biosenzori za prehrambenu ambalažu koji bi se takođe mogli baviti zdravljem i bezbednošću ".( Goho ).

KONTROLA ZALIHE Kontrola zaliha je najvažnija za održavanje profitabilnosti. Nanotehnologija nudi

alternative RFID-u da je tehnologiju isplativa i mnogo više svestrana. Nanobarcode čestice su inkodirane- encodable, mašinski čitljive, pod- mikrona veličine taggants koji može biti proizveden u bezbroj kombinacija. Dobijena su iz electroplating elektroplatinske trake 250- 500 Nm široke i daleko su isplatljivije ( Pira ). Trenutni RFID tehnologija zahteva kupovinu oznaka ( po ceni od $ .06 - $ .75 / oznaku), kao antena, koji mora biti štampana ili ubačena. Dalje , RFID talasi ne putuju kroz tečnost dosledno i očitavanje je donekle nepouzdane o svemu V ćava precizno čitanje , bez obzira na proizvod, ili materijal kojim se pakuje ( Pira ). Te iste nanočestice imaju dvostruke namene kako bi mogli da se koriste u borbi protiv će izraditi duplikat, stoga , brandovners mogli da identifikuju knockoffs jednostavnim skeniranjem njihovog bar kodove .

20. PROIZVODI NANOCLAY Kratak opis primene Kompozit Polimer obuhvata nanočestice gline koje su među prvim nanokompozitima pojavljuju na tržištu kao poboljšan materijal za pakovanje hrane. Nanoclais su nanočestice od slojevitog silikatnog minera saspecijalizovana struktura , koju karakterišu morfologija ploče. Ploče su dimenzije submicrona , osim njihove debljine koji je samo oko jedan nanometar. Ove ploče snagu gasova prati put kroz polimer u velikoj meri usporava njihov prenos . Nano sloj- struktura gline na taj nač ćava put difuzije da proodirei molekul gasova ili drugih materija mora da preuzme značajno poboljšavanje osobine barijere polimera. U zavisnosti od hemijskog sastava i morfologijeananočestica, nanogline su organizovane u nekoliko klasa kao što su montmorilloniti , bentonit, kaolinit , hectorite i halloisite . Organski modifikovane nangline ( organoclais ) su atraktivna klasa hibridnih organskih -neorganskih nanomaterijala sa potencijalom u polimer nanokompozita, kao reološki modifikator gasa apsorbent i nosioc isporuke leka. Na osnovu izveštaja iz Pira Međunarodne konferencije održane u 2005, ima osam dostupnih proizvoda nanokompozitnih barijera . Sedam se zasnivaju na poliamidu 6 i jedan je specijalizovan poliamid poznat kao MXD6 (tabela 3).

20.1. Funkcionalni zahtevi Osnovni funkcionalni zahtev nanoclai višeslojna PET boca je niska stopa penetracije gasova (posebno ugljen dioksida i kiseonika), vode, alkohola i drugih supstanci koje mogu značajno produžiti rok trajanja uskladištenih pića. Tipičan primer je plastična boca piva na brod.Plastične pivske flaše zapremine od 500 ml ili manje zahteva značajnu zaštitnu barijeru protiv prodora kiseonika. Pored toga oni zahtevaju značajnu prepreku za gubitak CO2. U tom smislu pakovanje piva je možda najzahtevniji za proširenje barijere. Evropski proizvođači su želeli da paket piva, bočica piva od 330 ml ostvari rok trajanja pet meseca. Tokom ovog perioda ukupan prodor kiseonika bio je ograničen na 2 ppm i gubitak CO2 može biti samo 10%. Granični uslovi Dalji razvoj u ovoj oblasti je jako zavisi od percepcije nanotehnologija u materijalima sa hranom od strane javnosti. Prehrambene kompanije su još uvek oklevaju da ugrade nanomaterijala za neizvesnost budućih propisa i standarda i zbog straha od negativnih reakcija potrošača. Eksperti smatraju takođe veću cenu kao još jednu moguću prepreku za dalji razvoj tržišta primenjuju na proizvode u ovoj oblasti. Drugi aspect je ometaju nedostatak pouzdanih podataka relevantnih za zdravlje potrošača i nedostatak ili propise za korišćenje nanomaterijala, a posebno za materijale u kontaktu sa hranom.

Product

Regio n

Producer

Resin base

Website

Durethan®

Europ e

Lanxess

PA6

www.lanxess.com*

NycoNanoT

USA

Nycoa

PA6

www.nycoa.net

USA

Honeywell

PA6

www.honeywell.com

M

AegisTM

Nanoblend

Europ e

PolyOne

PA6

www.polyone.com

TM

NanomideT

Asia

NanoPolym er

PA6

www.nanopolymer.c om

Ecobesta®

Asia

Ube Industrie

PA6 kopolymer

www.UBE.com

Systemer

Asia

Shova Denko

PA6

www.showadenko.co m

Imperm®

All

Nanocor

MXD6

www.nanocor.com

M

20.2. Primeri proizvoda Komercijalni proizvodi spadaju u dve opšte ćenja. Redovno proizvodi imaju nanoclai uč ć R ćenja proizvodi donose 2 puta barijera poboljš V ćenja proizvodi su 45k bolje nego uredan polimera i oko 2k bolje za CO2 . Nanoclai kompozita za hranu aplikaciju ( višeslojni PET) su Nanoclaypolimer FCMs trenutno je koristi kompanija pića za bolja barijerna svojstva Imperm® (Nanocor): višeslojna PET boca i listovi za poboljšanje barijera svojstva  Aegis® (Honeywell) polimerizovani nanokompozitni film koji obuhvata aktivni O2 sakupljačima i pasivne nanokompozitne čestice gline.  Durethan® KU2-2601 (Bayer AG) nanokompozitni najlon za filmove i premaz papira, dizajniran za primenu srednje barijere zahteva odlič ću 

20.2.1. Imperm ® Imperm ® iz Nanocor ® Inc je u potpunosti odobren za upotrebu kao beskontaktni sloj barijere sloja u višeslojne strukture. Koristi se u višeslojne PET boce da se minimizira gubitak CO2 ća I prodora O2 u bocu , čime je č ća svežije i produžuje radni vek. Imperm Utiče na zadržavanje CO2 čini ga atraktivnim za brzo napredovanje plastične boce u sektoru piva, kao i manji deo boca za gazirana I ća. Mali deo monosloja CSD boce imaju kratak (8 nedelja) rok trajanja. Ali,pored 3 % Imperm skoro blizu trojke, pruž ći dovoljan rok trajanja bez problema distribucije.

20.2.2. Aegis ® vola, Aegis ® HFKS , Aegis ® CSDE Aegis®OX najlon barijera smola je kiseonik – isterivanje gasova najlona skupljanje otpadaka najlona formulisana za visoko barijerom za kiseonik plastike piva i ća sa ukusom ( FAB ) flaša. Višeslojni polietilen tereftalata (PET) boca napravljen sa Aegis ® OKS barijera najlon smola pokaže blizu nule stope kiseonika prenos za duž ćenja. Tipični utovar je između pet i osam procenta težine ili 25 do 75 mikrona debljine barijere. Barijerom za kiseonik se može uporediti saperformansama staklenih boca . Pored toga, Aegis ® OKS barijera najlon smola pruža odlične prepreka za ugljen-dioksida , dok isporuke stakla kao š ća i reciklaže. Višeslojni boce sa Aegis ® OKS barijera najlon smole demonstriraju superiornu otpornost na delaminating . Okriljem ® HFKS barijera najlon smola jekiseonik - skupljanje otpadaka najlona formulisana zavisoke zahteve barijerom za kiseonik soka , čaja, i začin boce . Tipično ove aplikacije su negazirana , ali poziv za odličan kiseonika zaštitu u saradnji sa superiornim performansama slojeva, pucanje. Hot- ispunjen i/ ili toplo čuvaju boce mesto stroge zahteveintegritetvišeslojnih interfejsa. Boce se sa Aegis ® HFKS barijera smola najlon prikaz veoma nizak nivo slojeva, pucanje u svim fazama lanca snabdevanja boce. Okriljem ® CSDE barijera najlon smola jepasivna (ne skupljaju ) najlona formulisana zavisoko ugljeničnih zahteve dioksida zadrž ća i gazirane vode aplikacije. Tipično ove aplikacije zahtevaju odlične performanse slojeva, pucanje zbog visokog nivoa karbonaciju i složenih boca geometrije .

20.2.3. Durethan ® KU2 - 2601 Durethan ® KU2 - 2601 iz Baier AG je novi hibrid plastike, koja se sastoji od poliamida ( PA) i slojevite silikatne barijere. Plastika sadrži Nanocor glinu za ćanim svojstvom barijere poboljšan sjaj i ukočenost . Namenjen je za upotrebu u nameni gde je konvencionalna PA je previše propusna i EVOH premaz preskup, npr karton za sok. Durethan KU2 - 2601 pakovanje film je lakši, jači i otporni na toplotu od onih koji su trenutno na tržištu. E ćim proizvodima Nanokompoziti su najbrž ći segment učetrdeset milijardi dolara polimer kompozitnih tržištu. Ovaj segment se procenjuje na više od duplo u veličini unaredne četiri godine. Analitičari predviđ ć ća komponenta nanokompozitnih tržišta u 2010 .

Slika 1: () Šema nm debljine montmorillonite gline aluminosilicate slojeva. (B) TEM mikrograf od 2% Nanoclai, Nanomer ® I.34TCN - najlon 6 nanokompozitnih pokazuje potpunu disperziju gline slojeva u različite pločastih nanočestica.

20.2.4. Sigma-Aldrich Materials Science, u saradnji sa Nanocor Corporation, ima zadovoljstvo da ponudi liniju montmorillonite nanoclais. Da bi gline bile kompatibilne sa hidrofobnim polimerima, oni se površinski razmenjuju sa

alkilammonium katjonom; pet Nanomer ® I gline razlikuju se po hemijskoj prirodi njihovih površinski vezanih katjona. Katjonični slojevi gline Nanoclai, Nanomer ® PGV (682659) su hidrofiične i mogu se dispergovati vodene polimere. Nanokompozitne osobine su veoma zavisne od hemijske prirode organskog katjona i polimernih lanaca, kao i metod koristi se disperzija (proces) gline u oblik nanocomposita. Zavisnosti od polimera da bude modifikovan, a karakteristika unapređenje tražnje, nudimo informacije o proizvodu na našem nanoclais. U tabeli su navedeni i kodovi, namena proizvoda, predlozi kako da se formira nanokompozit.

Proizv od 6826 08 6826 16

Ime proizvoda Nanoclay Nanomer® I.2 8E Nanoclay Nanomer® I.3 0E

Application/Datasheet code Epoxy (anhydride-cured) T12, T14, T17 Epoxy (amine-cured), polyurethane T11, T13

6826 24

Nanoclay Polypropylene, ® Nanomer I.4 polyethylene, ethylene 4P vinyl acetate P801,P804

6826 32

Nanoclay Nanomer® I.3 Same as I.44P P801, P804 1PS

6826 40

Nanoclay Nanomer®I.3 4TCN

6826 59

Nanoclay, Hydrophylic polymers (e.g. Nanomer® PG polyvinyl alcohol) G105 V

Polyamides (Nylon 6, Nylon 66)N605

21.3. Prednosti polimera

Karakteristike Ubrzan,pospešen lek, poboljšava modul i hemijsku otpornost Ubrzan,pospešen lek, poboljšava modul i hemijsku otpornost Poboljšava modul, smanjenja propustljivosti gasa, povećavati vatru i hemijsku otpornost Isto kao i I.44P ali za primenu više temperature Poboljšava modul, smanjenja propustljivosti gasa, povećava vatru i hemijsku otpornost Poboljšava obradu i hemijsku otpornost

Nanomer ® nanoclais stvori plastike sa više imovine poboljšanja, dajući povoda za proizvode koji proširuju do plastike u mnogim oblastima i aplikacije. Ovde je delimična lista polimera proizvoda i oblasti imovine proširenja. Višeslojni film, boce I sheet -

kiseonik I CO2 barijera

Najlon 6 Filmovi i boca -

kiseonik I CO2 barijera Voda parna brana UV prenos Termička stabilnost Krutost Jasnoća protiv lepljivosti

Višeslojni Filmovi, boce i sheet -

Kiseonik and CO2 barrie

-

Snaga rastopa Termička stabilnost Krutost Donje-merenje

-

Rastopiti smanjenje preloma

Najlon 6 ubrizgavanja plesni - Termička stabilnost -Skupljanje / varpage smanjenje -Krutost -Rastvarač / hemijska otpornost -Gorivo barijera

-Otpornost na plamen -Smanjenje težine -fiberglasa smanjenje -tankih Valling -Sink smanjenje -Anti-cveta Poliolefina ubrizgavanja plesni - Termička stabilnost -Skupljanje / varpage smanjenje -Krutost -Rastvarač / hemijska otpornost -Otpornost na plamen -Smanjenje težine -fiberglasa smanjenje -tankih Valling -Ogrebi i tržišta -Anti-cveta

EVA- Ethylene Vinyl Acetate - Krutost

-barijerom za kiseonik -Termička stabilnost -Otpornost na plamen -Rastvarač / hemijska otpornost -Anti-cveta TPE- Thermoplastic elastomer Kiseonik i CO2 barijera -Voda parna brana -Krutost -Otpornost na plamen

Epoxy Viši Tg •K •R č / hemijska otpornost •O • ški kontrola • A - cveta

URETHANE Krutost •Č ća na pritisak •T čka stabilnost •O

Novi nanoclay aditivi paket veliki, i funkcionalan, probijanjeakcija Ako ste obratili pažnju natržište aditiva tokom godina , onda ste čuli za nanoclais , a verovatno ih otpisao kao male niša proizvod pre oko 10 godina. Ali dobavljači iz Valensije, Španije kažuda upotrebom različitih vrsta glina i njegovu sposobnost da dodaju funkcionalnost nanočestici znači najbolj dani ovih aditiva " je pred njima Prezentacije na nanoclais sustandardne plastične ambalaže konferencija u kasnim 1990-ih. Potencijal ovih materijala je najavio posebno u industriji duvanja kalupa, gde processor čuje sam da nanoclais bi se mogla dodati PET-u da stvori" okrutni put ", kroz koji CO2, nije mogao da izbegne i kiseonik ne bi prodirao . Ali, najfokusiraniji je jedan tip nanoclai ploče, MMT ( montmorillonite ), a neke od ovih hrana nikad nije dobilo odobrenje. Kao rezultat toga, i zbog toga što troškovi/koristi nisu bili dovoljno snažan da forsiraju više konvencionalne materijale barijera , nanoclais su ostalimanji niša aditiv

Napredna biobaza materijala u primeni pakovanja -VTT se aktivno razvija biomase materijala na bazi rešenja zamene neobnovljivih kolegama u performansama, životnog ciklusa proizvoda, recikliranja , a koji ne konkurišu proizvodnji hrane. -Primena materijala biobaze u pakovanju: 1. lak material 2. Visoke performanse barijere, 3. Biorazgradivi sintetički polimeri. -Primeri biomaterijala i njihove primene: Jaka nanocellulozna structura ( Ahola , Eronen , Osterberg / TKK . Prema nanocelulozi materijala vidi se da ima nisku gramaturu, visoka snaga proizvoda u nove celuloze structure, premazi, filmova, pene, kompozita, lepila, celuloza, nanomaterijala, nanofibrillated celuloza, NFCnanovhiskers, nanospheres, skrojen svojstva

Celuloza nanomaterijala: aplikacijama, funkcionalizaciju, selfassembli, višekomponentni system. Vitalne komponente u svim živim organizama: Proteini se sastoje od aminokiselina, Biocatalist za održavanje života biohemijskih reakcija, Funkcija određuju tri dimenzionalne structure enzima Enzimi kao biokatalizatori: Efikasna, Specifična, upotrebljive u blagim uslovima, ekološke, prirodni reakcije

Hemoenzimatična funkcionalna vlakana materijala na primer inteligentna i aktivno rešenja za pakovanje. Vlakna obogaćena vlaknastim ligninom. Metod je zasnovan na enzimsko aktiviranje vlakanastog materijala u kombinaciji sa hemoenzimatično lepljenje funkcionalne grupe da bi bilo - ciljano lepljenje novih funkcionalnost - zadržavanje vlakana tehničkih svojstva - Funkcionalna svojstva dodat vlakana: zadužen, hidrofobiciti, provodljivost, sledljivost Uticaj hidrophobizacije kartona na adheziju izmedju kartona I PLA

(N/m) Test material za snagu ljuske Karton + PLA ( poziv na broj tretmana Kartona tretirani sa 50 nkat laccase + DOGA mešavina

Test material za snagu ljuske (N/m) No adhesion, ~10 + High adhesion, >> 200

Projekat ima za cilj poboljšanje kompatibilnosti vlakana drveta pulpe sa B ćenja i aplikacije za pakovanje hrane

Štampana inteligencija Nove tehnologije vođene inovacijom na presecima od papira i elektronsku industriju : - proizvodnju elektronskih komponenti koristi roll-to-roll proizvodnim tehnikama ( elektronika za štampu) - štampanje novih funkcionalnosti u glasnoj muzici niske cene pakovanja i štampane medije aplikacije ( štampani funkcionalnost) Primena: U elektronike, biotehnologije, hemije, optika, optoelektronika u tečnosti obradivih materijala tehnologija u veliki deo Highvolume štampanje kao ć ći tehnologije Obrazaca , uređaje, integracija, sistemsonfoil, ugrađivanje' electronics'into proizvoda R2R da hibridni procesi i oprema za proizvodnju materijala

Generički moguća tehnologija

Model uređaja, integracija, sistemi-na-foliji, ugrađivanje elektronike u proizvode R2R da hibridni procesi i oprema za proizvodnju Materijali

Funkcionalna boje su ključ. U mnogim slučajevima posebne formulacije i nanostructure potrebno. • štine I opreme potrebne u štampi / konvertovanje proces. •K Više inteligencije na pakovanju kroz napredak u materijala i procesa

Traditional inks & printing Functional inks Tradicionalni mastila I štampanje Funkcionalne boje

d chemistry B BB

BB

- Kiseonik (i drugih) indikatori mogu biti reklamiran kao uređ ć ć ćanje bezbednosti proizvoda. -"sat", počinje kada je paket otvoren i pokazuje kada je proizvod još uvek "najbolji u otvorenom pakovanju Jasna potreba za cenom koštanja za jednokratnu upotrebu energetskih izvora * · Active RFID (čitanje aljenosti, memorija, merenje ) · Štampane prikazuje: Implantabilni senzori: Primena kozmetičkih proizvoda; Štampan enzimski izvor napajanja; Način proizvodnje treba da bude pogodan za R2R masovnu proizvodnju; -š ćava tanku višeslojnu strukturu

Upotreba enzima kao katalizatora ćava: Rad u blagim uslovima; Korišćenje obnovljivih izvora hemikalija kao goriva; Za jednokratnu upotrebu tržišta elektronike (kraj koristi primere ); koristi jeftine štampane RFID tagove npr za pametno pakovanje. Novi proizvodi " igre , spravica i gizmo ", zasnovano je na štampanoj i / ili organskoj elektronici.

Izvor napajanja zavisi od elektrona: proces prenosa, elektronskog prenosa (ET), između enzima I elektroda ima ključnu ulogu u vrš ćelije i Biosenzori; ćnosti: ( a) Direktni ET nagolo ili modifikovan mono sloj elektrode. (b) šatl mehanizam na osnovu slobodne difuzije redoks vrste. (v) Electron skakanje u redokrelai modifikovani polimerne hidrogel . (g ) et putemsprovođenja polimerni lanac .

Brend sa DNK na osnovu boje komercialnog proizvoda od primenjenih DNK Nauka Inc kanticounterfeit Tehnologija zasnovana na u Botanic DNA mastilo za borbu protiv falsifikata, koje može biti overen od strane, forenzičke DNK analize, u Instant detekcija funkcija za na licu mesta, realnom vremenu autentifikaciju kspecific autentifikaciju DNK kod Posebno u blasti npr : u fino vino, u potrošačkih proizvoda (na primer u ruhu etikete), Umetnost & Kolekcionarstvo, farmaceutskih proizvoda

Zaštita brenda sa nanobarkodom - komercijalno dostupan proizvod : Nanobarcodes ® čestica Nanoplek - kodirano stanje, mašinsko čitanje, izdržljiv, manja od mikrona, veličine taggants - proizvođač galvanski inertnim metalom kao zlato, nikl, platina, ili srebro u modelu koji definiše prečnik čestice, a zatim puštanje rezultata prugast nanoštapa iz šablona

Prednosti tehnologije u primeni zaštite brenda : - neograničen broj jedinstvenih optički čitljivih kodova, - niske cene proizvodnje i implementacije, - odlična kompatabilnost / trajnost i - teš ća da se falsifikuje - mogu da se dodaju na primer na površinu prevlake

Enzimi sredstvo u modifikaciji biopolimera I functionalizacije enzimi su vitalne komponente u svim živim organizama -Proteini se sastoje od amino- kiselina -Biokatalist za održavanje života biohemijskih reakcija - Funkcija određuje tri dimenzionalne strukture enzima Enzimi kao biokatalizatori - Efikasni - Specifični - Upotrebljava u blagim uslovima - Ekološki - Prirodni reakcije Rade u blagim uslovima M ćnosti za enzime kao nano sredstvo u modifikaciji biopolimera M

ćnosti za enzima materijala na bazi funkcionalnosti

Identifikacija supstance/ proizvoda · Dijagnostički testovi Biosenzori

pokazatelji vlažnosti

Uklanjanje/konverzija supstance •U proizvoda (na primer luklanjanje aktoze) · Uklanjanje Kiseonika ( Gox ) ćelije

Inhibicija mikrobiološka rast · Š ćer oksidaza - u licu mesta H2O2 proizvodnja Lizozim napada ćelijski zid Timetemperature

· Učešće vode Molekuli enzimske reakcije, kao što su · Raspad supstanc učestvuju u enzimskoj reakcija

· Konverziju energije hemijsku elektricitet · Primena oblasti npr · Pakovanje aplikacije (aktivan RFIDs ) · Implantira senzore · Ostalo dijagnostičke svrhe

indikatora · Na osnovu temperature zavisi od reakcije stopa enzima · Vizuelni / električno merljive

21. EKOLOGIJA Ekološka energija U nanotehnološkom veku neće više biti potrebno koristiti fosilna goriva kao izvor energije. Eric Drexler sa instituta Forsight ima interesantan plan kako da obezbedi energiju za čitavu planetu sa ne zagađujućom električnom energijom. On predlaže da postojeću mrežu puteva prekrijemo sa visoko efikasnom solarnim ćelijama koje bi bile zaštićene slojem dijamanata. Sa 300 vati sirove energije po svakom kvadratnom metru zemlje, dnevno, samo mali deo postojeće površine postojećih puteva bi bio potreban za prikupljanje energije. Na taj način bi zaustavili ispuštanje ugljen-dioksida, ugljen-monoksida, azot-oksida i sulfid dioksidu u atmosferu kao i kisele kiše.

Pozitivan uticaj na zemljoradnju K. Eric Drexler, sa Foresight instituta, ponovo ima predivan plan ne samo za kraj gladovanja na celoj planeti, nego i vraćanje prirodi 90% zemlje koja se trenutno obrađuje za poljoprivredu. Drexler predlaže da nano-asembleri grade i održavaju, “ ć ” šnje obradive zemlje koje bi hranile svetsku populaciju. Milioni kvadratnih kilometara zemlje bi bilo vraćeno divljini što bi omogućilo zaustavljanje izumiranja ugroženih životinja.

21.1. Životna sredina i zdravlje

Situacija se komplikuje činjenicom da postoji vrlo malo podataka o uticaju na životnu sredinu i zdravlje. Nedostatak tehničkih podataka na ovu temu obećava plodno tlo za zagovornike i skeptike nanotehnologije. Ova tehnologija je još uvek u povoju, njen uticaj na ljudski organizam je nepoznat. "Visoki zapreminski odnosi [750 m2/g] nanomaterijala čini ih više reaktivnim i potencijalno toksičnim. Ova reaktivnost znači da nanočestice mogu da reaguju sa čistim materijalima tokom reciklaž E će alergene i nove toksične sojeve. U pogledu uticaja na ž ća zabrinutost je usmerena na " buckiballs " u obliku ugljeničnih molekula i ugljeničnih nanocevi. Buckiballs su izuzetno stabilne i robustne i mogu da apsorbuju toksične materije. Vezivanjem buckiballs sa toksinima može da postane još hemijski stabilaniji čime putuje dalje kroz vazduh ili u vodu. Efekti ugljeničnih nanocevi su testirani na životinjama. Rezultati su izazvali veliku zabrinutost naučne zajednice,"buckiballs" izazivaju oš ćenja mozga kod riba"koje su bile izlož P ć ćelijska membrana. O ćaja je povezana sa bolestima kao što su Alchajmerova bolest. Dugoročni efekti nagomilavanje su nepoznati. Rezultat opasnosti od nanočestica je njihova nano veličina. Kada životinje udahnu ugljenične nanocevi, one su doživele oš ć ća. Još više zabrinjava da su nanoč ća i pronađu svoj put do DNK životinja. Naučnici strahuju da nano ugrađen u DNK može da dovede do bolesti alergena ili mutacija Ovo pitanje je posebno relevantno u vezi raspolaganja nanomaterijala kao deponije koje sadrže" toksičnu supu " koja buckiballs može ći u očuvanju. Situacija postaje mračnija i tiče se zdravlja ljudi i životinja. ‘’P je Endru Mejnard, glavni naučnik saVudro Vilson Međunarodni centar vlada ekspertsko poverenje usmeren ka nanotehnologiji. Nanokompoziti nesumnjivo imaju svoje mesto na tržištu pakovanja, ali naučnici i potrošači izraž ći negativan strah utiče na zdravlje i životnu sredinu

Nanočestice su daleko manje od crvenih krvnih zrnaca se akumuliraju se u nosne š ća i mozak pacova, stoga se pretpostavlja da mogu slobodno da cirkulišu unutar tela, možda čak i presele u mozak. Krupnije čestice ne mogu to da urade. Šta može prouzrokovati štetu ćušnih fragmenata je čista spekulacija. Nanočestice teže da imaju različ ćih čestica istog materijala. Nanomaterijali su mač sa dve oš će ove nove, male čestice da interaguju sa okolinom. Zbog svoje male veličine, mogu da putuju kroz vaduh na velikim razdaljinama. Istraživači tvrde da nanočestice mogu da se akumuliraju u okruženju i okidač je nepoznate reakcije. Nanočestice se takođe mogu akumulirati u lancu ishrane. Nema testiran materijal na uticaj nanočestica do sada koji može da se koristi. Mnogi su podržali korišćenje nanotehnologije u drugim oblastima kao što su automobilska industrija I farmacija. Voda Laden atmosfere se odavno smatra jednim od najštetnijih sredina koje polimerni materijali mogu sresti. Tako sposobnost da se smanji mera u kojoj je voda apsorbovana može biti velika prednost. Podaci dobijeni od Beall iz Mizurija koledža ukazuje na značajan stepen do kojeg ugradnju nanoclay može da smanji obim apsorpcije vode u polimeru. Slični efekti su posmatrani od strane Es od DSM poliamida na bazi nanokompozita. Pored toga, Es je istakao značajan efekat odnosa nanoclay sa aspekta karakteristike difuzije vode u poliamidnom K ćanim odnosom je utvrđeno da značajno smanjuje količinu apsorbciju vode, čime se ukazuje na blagotvorne efekte verovatno od inkorporirane nanočestice u odnosu na konvencionalnu ugradnju mikročestica. Hidrofobno poboljšanje jasno promoviše i poboljšana svojstva nanokompoziata i umanjuje do te mere vode prenosa do osnovne podloge. Tako primena u koji dolaze u kontakt sa vodom ili vlažnim sredinama je verovatno mogao jasno imati koristi od materijala sa nanoclai čestica. Skoro sve studije su se fokusirale na izlaganju životinja koncentrisanim količinama nanočestica nevezana sa drugim materijalima i čiste. Nedavno objavljene naučne studije: Istraživači Nju Džersi Instituta za tehnologiju otkrili su da nanočestice od aluminijum oksida sprečavaju razvoj korena nekoliko useva uključ ći soju i kukuruz (Vajs). Japanski istraživači su otkrili da jedna vrsta nanosfere koristi za isporuku u ćne stimulatore imuno reakcije gena, može da objašnjava fatalne zapaljenske reakcije kod životinja izložene nanomaterijalom (Vajs). Labarotorijska studija na životinjama su pokazala da neki ugljenik nanosfere

i nanokanala se ponašaju drugačije od ostalih finih čestica, što dovodi fatalano ća glodara, šteti organima kod riba i odumiranje ekološki važnih vodenih organizama.(Vajs). Kada se udiše nanočestice ugljenični nanokanali sa česticama završava P ća pacova gde su zbog indikativne toksičnosti. U 15% pacova nanocevi grupisani u smrtonosne (Amato). Američka vlada je počela da uzima u obzir ove probleme ali rezultati su mešoviti. EPA je počela istraživanja , ali nije sigurna da zna gde ova tehnologija spada u svoje regulatorne š O će protokole ali nema posebnu podelu nanotehnologije. Zakon o kontroli toksične supstance regulišu nove hemijske supstance, da gde materijali spadaju. Međutim ne pravi razliku prema veličini čestica i hemijskom sastavu. Mnogim nanokompozitima moglo bi im se ćiti da budu regulisani od strane drugih oruđa za zaštitu životne sredine. Klarens Dejvis odVudro, Vilson Fondacija je izjavio da pošto se nanočestice ponašaju drugačije od tradicionalnih materijala one predstavljaju regulatorne dileme i najbolje će biti rešeno kroz nove savezno zakonodavstvo. Ovaj zakon bi morao da utiče i na EPA I FDU kao i zaštitu životne sredine. EU takođe radi na njenom sopstvenom zakonodavstvu kao i nekoliko zemalja preduzimaju sopstvene inicijative. U Velikoj Britaniji Kraljevsko društvo i Kraljevska inženjerska Akademija izvršava kompletnu preliminarnu studiju rizika i koristi od nanočestica, kao i da odredi istraž ćila informisanosti odluke. ( Amato ). FDA je objavio u 2007 svoju spremnost da se uključi. Jer, oni su radili na razvoju radne grupe da odgovori će dovesti do više pitanja, a put do krajnje upotrebe i tržišnog nastupa je dug, ali nesigurnost krajnje odredište / primena je ono što potrošači i naučnici su podjednako zainteresovani za perspektivu. Glavna briga za potrošače je nepoznato dugoročno zdravlje. Javnost nije zadovoljna samo time da budu informisani, oni žele da se uključe. Studije pokazuju da broj potrošača su spremni da upotrebe nanomaterijale. Potrošači nisu uključeni u debate ili rasprave u ovom trenutku, vlast pripada naučnicima i istraživačima. Pre nego što stignu na tržiš će morati da se bavi pitanjem zdravlja, kao i društvenim pitanjima . To je namera FDA i drugih vladinih agencija za kontrolu ekonomske, društvene i zdravstvene probleme putem propisa. Posle pitanja odgovora i propisi se primenjuju, niko ne zna sa sigurnošću š će se teorijski materijalizovati. Proizvodi u velikoj meri zavise od reakcije potrošača.

Sa svim proizvodima na tržištu danas, to je teš ć će prožimaju , ali kako stručnjaci kažu, " Misli velikih ... mislim da Nano ".

22. ZAKLJUČCI I PERSPEKTIVE

Nanotehnologija ima potencijal da poboljša hranu, što ukusniju, zdraviju, hranljiviju, za stvaranje novih prehrambenih proizvoda, novo pakovanje hrane, kao i skladištenje. Međutim, mnoge aplikacije ćina su usmerene na proizvodima visokog kvaliteta, bar u kratkom terminu. Uspešna primena nanotehnologije na hranu su ograničene. Nanotehnologija može da se koristi za poboljšanje hrane, ukus i tekstura, da se smanji sadrž će, ili da obuhvati hranljive materije, kao što su vitamini, kako bi se osiguralo da ne degradiraju u toku roka trajanja proizvoda. Pored toga, nanomaterijali mogu da se koriste da bi pakovanje održalo proizvod svežije i duže. Inteligentna pakovanja hrane, uključujući nanosenzor mogao bi obezbediti potrošačima informacije o stanju hrane unutra. Paketi hrane su ugrađeni sa nanočesticama koje obaveštavaju korisnike kada proizvod više nije bezbedan za jelo. Senzori mogu da upozore pre truljenja ili informiše hranljivost u sadržaju. Zapravo, će promeniti proizvodnju u industriji ambalaže. Hrana nanotehnologije unapred nudi važne izazove. Prehrambena industrija mora da obezbedi poverenje potrošača i prihvatanje nanohrane. Važno je napomenuti da nanohrana potiče iz laboratorija, pa nisu ista stvar kao i konvencionalna nanohrana. Bilo je dovoljno naučnih istraživanja prirodnih nanosistema i koristi koje one pružaju. Stoga je veoma teško napraviti široke generalizacije o tome da li nanotehnologije dobra ili loša. Međutim, nanotehnologija pakovanja hrane je ocenjen kao manje problematičan od nanotehnologije hranu. Štaviše, nanohrana nije rangirana kao što je, kao i potrošači koji žele da izbegnu te prehrambene proizvode se ne daje ta opcija. Dakle, obavezno testiranje nanomodifikovane namirnice je poželjno pre nego što su dozvoljeni na tržištu. Nove pristupe i standardizovani test procedure za studiju uticaja nanočestica na ž ćelije su hitno potrebne za procenu potencijalnih opasnosti koja se odnose na ljudsku izloženost nanočestice. Opšte je očekivati da

ć potrošačima širom sveta u narednim godinama.

će biti dostupni

Nanokompoziti su jedan od najuzbudljivijih i dalekosežnih razvoja u istoriji nauke materijala. Ako uspe i finansijski je održiva,upotreba ovih materijala može da dovede do jačih i lakših automobila vatrootpornih aviona, kao i visoko efikasan sistem isporuke. Materijal u pakovanju može da obezbedi zaštitu i komunikaciju sa potrošačima na nač ćen, pruž ći tako sigurnije proizvode sa dužim životnim vekom. Naučna zajednica mora da proceni rizike povezane sa svakom novom tehnologijom, da ne šteti one koji su je stvorili da zaštiti. Razlog je što je razvoj nanotehnologije brz a rizici su nepoznati. Ulog je veliki. Istraživanje i razvoj je izuzetno skupo i kompanija bi ž ćaj svoje investicije što je brž će. Tržište nanokompozita brzo raste sa predviđenom godišnjom stopa rasta 18,4% godišnje od 2003 - 2008. Eksplozivni rast nanotehnologije mora biti kaljen uz brigu za njene posledice. Nažalost preko godine videli smo mnogo proizvoda - od lekova do pesticida i bili su pušteni u naš osetljiv ekosistem pre njihovog rizika. Potencijal nanotehnologije mogao bi zaista da promeni život. Moramo da se nadamo da su ove promene za bolje naše životne sredine i zdravlja.

Bezbednost i regulativa - Razvoj nanotehnologije proizvoda na bazi mora da bude usmeravao je bezbednost razmatranja u odnosu na potrošača, radnika i životne sredine. - Vezane publikacije : - Obezbeđivanjebezbednosti Nanomaterijali u Pakovanje hrane ( vvv.nanotechproject.org/ ) (jul 2008) - Nanotehnologija Bela knjiga , US Environmental Protection Agenci ( vvv.epa.gov ) (Nov 2007) - Nano rizika okvira, Environmental Defense - DuPont- nano partnerstva (Jun 2007 ) ( www.nanoriskframevork