Wybrane aspekty zastosowania nanotechnologii w produkcji żywności

• Autorzy: Glod D. , Adamczak M. , Bednarski W.

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of nanotechnology applications in food production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanotechnologia to jedna z nowatorskich technologii obejmująca charakterystykę, wytwarzanie i/lub sterowanie strukturami, urządzeniami lub materiałami, w których co najmniej jeden wymiar wynosi od 1 do 100 nanometrów [12]. W pracy przedstawiono osiągnięcia nanotechnologii i możliwości jej zastosowania w przemyśle spożywczym. Omówiono zagadnienia związane głównie z podwyższaniem jakości żywności, rozwojem inteligentnej żywności i opakowań, jak również wykorzystaniem nanosensorów do wykrywania zanieczyszczeń bakteryjnych i obecności pestycydów. Zasygnalizowano ryzyko stosowania nanomateriałów dla zdrowia człowieka i środowiska. Przedstawiono także regulacje prawne i wskazano na konieczność ich dostosowania do specyfiki nanomateriałów.

EN

Nanotechnology is one of the innovative technologies, which includes the characterization and fabrication of, and/or manipulation with structures, devices, or materials that have at least one dimension of approximately 1 - 100 nm in length. In the paper, the achievements of nanotechnology are presented as are its possible applications to the food industry. There are discussed issues connected, mainly, with increasing the food quality, developing intelligent food and packaging, as well as with using nano-sensors to detect the bacterial contamination and the presence of pesticides. Potential human health and environmental risks are shown, which are involved in using nano-materials. Moreover, pertinent legal provisions are described; it is stressed that those provisions must be adjusted to the specificity of nano-materials.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2014
• Tom: 21
• Numer: 5
• Opis fizyczny: s.36-52,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Glod D.

• Katedra Biotechnologii Żywności, Wydział Nauki o Żywności, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul.Oczapowskiego 7, 10-719 Olsztyn

autor

Adamczak M.

• Katedra Biotechnologii Żywności, Wydział Nauki o Żywności, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul.Oczapowskiego 7, 10-719 Olsztyn

autor

Bednarski W.

• Katedra Biotechnologii Żywności, Wydział Nauki o Żywności, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul.Oczapowskiego 7, 10-719 Olsztyn

Bibliografia

• [1] Abdullah A.H., Adom A.H., Shakaff A.Y., Ahmad M.N., Saad M.A., Tan E.S., Fikri N.A., Markom M.A., Zakaria A.: Electronic nose system for Ganoderma detection. Sens. Lett., 2011, 9, 353-358.
• [2] Anton N., Saulnier P., Béduneau A., Benoit J.P.: Salting-out effect induced by temperature cycling on a water/nonionic surfactant/oil system. J. Phys. Chem. B, 2007, 111, 3651-3657.
• [3] Baeummer A.: Nanosensors identify pathogens in food. Food Technol., 2004, 58, 51-55.
• [4] Bhattacharya, S., Jang J., Yang L., Akin D., Bashir R.: Biomems and nanotechnology based approaches for rapid detection of biological entitities. J. Rapid Methods Autom. Microbiol., 2007, 15,1-32.
• [5] Brody A.L., Bugusu B., Han J.H., Koelsch Sand C., McHugh T.H.: Innovative food packaging. J. Food Sci., 2008, 73 (8), 107-117.
• [6] Chaudhry Q., Castle L., Watkins R.: Nanotechnologies in the Food Arena: New Opportunities, New Questions, New Concerns. Nanotechnologies in food. Royal Society of Chemistry Publishers, 2010.
• [7] Chaudhry Q., Castle L.: Food applications of nanotechnologies: An overview of opportunities and challenges for developing countries. Trends Food Sci. Technol., 2011, 22, 595-603.
• [8] Chaudhry Q., Scotter M., Blackburn J., Ross B., Boxall A., Castle L., Aitken R., Watkins R.: Applications and implications of nanotechnologies for the food sector. Food Addit. Contam. Part A:Chemistry, Analysis, Control, Exposure and Risk Assessment, 2008, 25 (3), 241-258.
• [9] Chen H., Weiss J., Shahidi F.: Nanotechnology in nutraceuticals and functional foods. J. Food Technol., 2006, 60, 30-36.
• [10] Cientifica Report 2006. Nanotechnologies in the food industry. [online]. Dostęp w Internecie [10.06.2013]: http://www.cientifica.com/www/details.php?id=47
• [11] Cushen M., Kerry J., Morris M., Cruz- Romero M., Cummins E.: Nanotechnologies in the food industry- Recent developments, risk and regulation. Trends Food Sci. Technol., 2012, 24, 30-46.
• [12] Dunkan T.V.: Applications of nanotechnology in food packaging and food safety: Barrier materials, antimicrobials and sensors. J. Colloid Interface Sci., 2011, 363 (1), 1-24.
• [13] Duran N., Marcato P.D.: Nanobiotechnology perspectives. Role of nanotechnology in the food industry: a review. Int. J. Food Sci. Technol., 2013, 48, 1127-1134.
• [14] European Food Safety Authority. Scientific opinion on ‘the potential risks arising from nanoscience and nanotechnologies on food and feed safety’. The EFSA J., 2009, 958, 1-39.
• [15] Foltynowicz Z., Kozak W., Stoińska J., Urbańska M.: Nanożelazowy pochłaniacz tlenu. Zgłoszenie patentowe UP RP 2010, P. 393511.
• [16] Foltynowicz Z.: Nanomateriały, nanobiznes – nowe trendy w towaroznawstwie. W: Nowe trendy w metodologii nauk ekonomicznych i możliwości ich wykorzystania w procesie kształcenia akademickiego. Problemy szczegółowe metodologii nauk ekonomicznych. A. Grzelak i K. Pająk (Red.). Wyd. UE w Poznaniu, Poznań 2011, tom 2, ss. 134-148.
• [17] Freitas Jr R.A: The future of nanofabrication and molecular sacle devices in nanomedicine. Studies in Health Technology and Informactics, 2002, 80, 45-59.
• [18] Fundacja Wspierania Nanonauk i Nanotechnologii. Dostęp w Internecie [07.12.2013]: www.nanonet.pl/index.php/nanobiznes/nanoryzyka/1395-zalety-i-wady-nanozywnosci
• [19] García M., Aleixandre M., Gutiérrez J., Horrillo M.C.: Electronic nose for wine discrimination. Sens. Actuators B., 2006, 113, 911-916.
• [20] Ghasemi-Varnamkhastia M., Mohtasebi S.S., Rodrıguez-Mendez M.L., Siadat M., Ahmadi H., Razavi S.H.: Electronic and bioelectronic tongues, two promising analytical tools for the qualityevaluation of non alcoholic beer. Trends Food Sci. Technol., 2011, 22 , 245-248.
• [21] Grochowicz J., Bień A.: Nanotechnologie i inne aktualne problemy badawcze w inżynierii żywności. IPS, 2013, 2/4 (6), 5-8.
• [22] Hall R.H.: Biosensor technologies for detecting microbiological food borne hazards. Microbes Infect., 2002, 4, 425-432.
• [23] Huang Y., Chen S., Bing X., Gao C., Wang T., Yuan B.: Nanosilver migrated into food-simulating solutions from commercially available food fresh containers. Packag. Technol. Sci., 2011, 24 (5),291-297.
• [24] Innovative Research and Products Inc. Nano-enabled Packaging for the Food and Beverage Industry - A Global Technology Industry and Market Analysis. [online]. Dostęp w Internecie [05.02.2013]:http://www.innoresearch.net/report_summary.aspx?id=68&pg=107&rcd=FT 102&pd=7/1/2009
• [25] Jakubiak P., Foltynowicz Z.:. Nanokompozyty polimerowe – nowoczesne rozwiązania na rynku opakowań. Opakowanie, 2004, 6, 6-9.
• [26] Kumar C.S.: Nanomaterials for Biosensors. Wiley-VCH Weinheim, 2006.
• [27] Lange, D., Hagleitner C., Hierlemann A., Brand O., Baltes H.: Complementary metal oxide semiconductor cantilever arrays on a single chip: mass-sensitive detection of volatile organic compounds.Anal. Chem., 2002, 74, 3084-3095.
• [28] Li X., Kang T., Cho W.J., Lee J.K., Ha C.S.: Preparation and characterization of poly (butyleneterephthalate)/ organoclay nanocomposites. Macromol. Rapid Commun., 2001, 22, 1306-1312.
• [29] Ligaj M., Filipiak M., Tichoniuk M.: Biosensor DNA i sposób wykrywania specyficznych fragmentów kwasów nukleinowych oraz zastosowanie biosensora DNA. Zgłoszenie patentowe UP RP 2008,P. 382226.
• [30] Liu S., Yuan L., Yue X., Zheng Z., Tang Z.: Recent advances in nanosensors for organophosphate pesticide detection. Adv. Powder Technol., 2008, 19, 419-441.
• [31] Łopacka J.: Nanocząstki wykorzystywane w celu poprawy właściwości fizycznych kompozytów polimerowych stosowanych jako materiały opakowaniowe do żywności. Polimery, 2013, 58 (11-12),864-868.
• [32] Lowe R.C: Nanobiotechnology: Concepts, Aplication and Perspectived. Ed. Niemayer C.M, Mirkin C.A, Wiley-VCH 2004.
• [33] Mabeck J.T., Malliaras G.G.: Chemical and biological sensors based on organic thin-film transistors. Anal. Bioanal. Chem., 2006, 384, 343-353.
• [34] Market Attitude Research Services, Australian Community Attitudes about Nanotechnology - trends 2005-2011. [online] Department of Industry, Innovation, Science and Research, Australia.Dostęp w Internecie [12.05.2013]: www.innovation.gov.au/Industry/Nanotechnology/PublicAwarenessandEngagement/Documents/NanotechnologyPublicAwareness2011.pdf
• [35] Mozafari M.R., Johnson C., Hatziantoniou S., Demetzos C.: Nanoliposomes and their applications in food nanotechnology. J. Liposome Res., 2008, 18 (4), 309-327.
• [36] Mozafari M.R., Khosravi-Darani K.: An overview of liposomy- derived nanocarrier technologies. In: Nanomaterials and Nanosystems for Biomedical Applications. Ed. Springer, Dordrecht, TheNetherlands, 2007, pp. 113-123.
• [37] Mozafari R.M., Flanagan J., Matia-Merino L., Awati A., Omri A., Suntres E.Z., Singh H..: Recent trends in the lipid-based nanoencapsulation of antioxidants and their role in foods. J. Sci. FoodAgric., 2006, 86, 2038-2045.
• [38] Nanotechnologia w czujnikach świeżości pożywienia? Na podstawie informacji European Plastics News, Opakowanie, 2013, 2, 16-17.
• [39] National Nanotechnology Initiative: National nanotechnology initiative: Research and development leading to a revolution in technology and industry. Supplement to President’s FY 2010 Budget,2009.
• [40] Neethirajan S., Jayas D.: Nanotechnology for the food and bioprocessing industries. Food Bioprocess Technol., 2011, 4 (1), 39-47.
• [41] Oczkowski T, Filipiak M.: Startery, elektrochemiczny biosensor DNA oraz sposób wykrywania mikroorganizmu Listeria monocytogenes w substancjach organicznych, zwłaszcza w żywności. PatentPL 200797 B1.
• [42] Otles S., Yalcin B.: Intelligent food packaging. LogForum, 2008, 4(4), 1-9.
• [43] Park K.H.: Preparation method antibacterial wheat flour by using silver nanoparticles. Korea. Patent Korea 2005, 1020050065126.
• [44] Pereira de Abreu D.A., Losada P.P., Angulo I, Cruz J.M.: Development of new polyolefin films with nanoclays for application in food packaging. Macromol. Nanotechnol., 2007, 43, 2229-2243.
• [45] Nanotechnologia i innowacje- Polski Komitet Normalizacyjny. Dostęp w Internecie [07.12.2013]: www.pkn.pl/nanotechnologia-i-innowacje
• [46] Qu L., Luo P.G., Taylor S., Lin Y., Huang W., Tzeng T.R.J., Stutzenberger F., Latour R.A., Sun Y.P.: Visualizing adhesion-induced agglutination of Escherichia coli with mannosylated nanoparticles.J. Nanosci. Nanotechnol., 2005, 5, 319-322.
• [47] Ramirez F.N.: Cantilever biosensors. Biotechnol. Appl., 2006, 23, 320-323.
• [48] Ritter S.K.: An eye on food. Chem. Eng. News, 2005, 83, 28-34.
• [49] Rozporządzenie (WE) nr 1272/2008 Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/548/EEC i 1999/45/WE oraz zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1907/2006. Dz. Urz. UE L 353 z 31.12.2008.
• [50] Rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów(REACH), zmieniające dyrektywę 1999/45/WE oraz uchylające Rozporządzenie Rady (EWG) nr793/93 i rozporządzenie Komisji (WE) nr 1488/94, jak również dyrektywę Rady 76/769/EWG i dyrektywęKomisji 91/155/EWG, 93/67/EWG, 93/105/WE i 2000/21/WE. Dz. Urz. UE L 396 z 30.12.2006 oraz sprostowanie w Dz. Urz. UE L 136 z 29.05.2007.
• [51] Sanguansri P., Augustin M.A.: Nanoscale materials development- a food industry perspective. Trends Food Sci. Technol., 2006, 17, 547-556.
• [52] Shegokar R., Muller R.H.: Nanocrystals: industrially feasible multifunctional formulation technology for poorly soluble actives. Int. J. Pharm., 2010, 399 (1 - 2), 129-139.
• [53] Shibata T.: Method for producing green tea in microfine powder. USA. United States Patent US 2002, 6416803B1.
• [54] Shirale D.J., Bangar M.A., Park M. Yates M.V., Chen W., Myung N.V., Mulchandani A.: Label-free chemiresistive immunosensors for viruses. Environ. Sci. Technol., 2010, 44 , 9030-9035.
• [55] Simon P., Chaudhry Q., Bakos D.: Migration of engineered nanoparticles from polymer packaging to food a physicochemical view. J. Food Nutr. Res., 2008, 47 (3), 105-113.
• [56] Sonneville-Aubrun O., Simonnet J.T., L’Alloret F.: Nanoemulsions: a new vehicle for skincare products. Adv. Colloid Interface Sci., 2004, 108-109, 145-149.
• [57] Sozer N., Kokini J.L.: Nanotechnology and its applications in the food sector. Trends Biotechnol., 2009, 27 (2), 82-87.
• [58] Srinivas P.R., Philbert M., Vu T Q., Huang Q., Kokini J.L., Saos E., Chen H., Peterson C.M., Friedl K.E., McDade-Ngutter C., Hubbard V., Starke-Reed P., Miller N., Betz J.M., Dwyer J., Milner J.,Ross S.A.: Nanotechnology research: applications in nutritional sciences. J. Nutr., 2010, 140 (1),119-124.
• [59] Szewczyk P.: Nanotechnologie aspekty techniczne, środowiskowe i społeczne. Monografia, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.
• [60] Tadros T., Izquierdo P., Esquena J., Solans C.: Formation and stability of nano-emulsions. Adv Colloid Interface Sci., 2004, 108-109, 303-318.
• [61] Tharanathan R.N.: Biodegradable films and composite coatings: past, present and future. Trends Food Sci. Technol., 2003, 14, 71-78.
• [62] Valdes M.G., Gonzalez A.C.V., Calzon J.A.G., Dıaz-Garcıa M.E.: Analytical nanotechnology for food analysis. Microchim. Acta, 2009, 166, 1-19.
• [63] Vo-Dinh T., Cullum B.M., Stokes D.L.: Nanosensors and biochips: frontiers in biomolecular diagnostics. Sens. Actuators, B, 2001, 74, 2-11.
• [64] Wirtualna Giełda Kooperacyjna NanoBroker -wielopłaszczyznowa platforma wymiany informacji pomiędzy instytucjami badawczymi, przemysłem i organizacjami. Dostęp w Internecie[07.12.2013]: www.nanobroker.org/index.php?option=com_content&view=category&id=5&Itemid=30&lang=pl
• [65] Wirtualna Giełda Kooperacyjna NanoBroker- wielopłaszczyznowa platforma wymiany informacji pomiędzy instytucjami badawczymi, przemysłem i organizacjami. Dostęp w Internecie[15.12.2013]: www.nanobroker.org/index.php?option=com_content&view=article&id=249%3Astellapacksa&cati d=5%3Apolska&Itemid=30&lang=pl
• [66] Zalecenie Komisji Europejskiej 2011/696/UE z dnia 18 października 2011 r. dotyczące definicji nanomateriału. Dz. Urz. UE L 275/38, s. 3 z 20.10.2011.
• [67] Żelazowska E., Pichniarczyk P., Zawiła J., Sacha S.: Technologia nanoszenia nanostrukturalnych powłok na szkło opakowaniowe. Opakowanie, 2013, 3, 16-18.

Uwagi

Rekord w opracowaniu

Identyfikatory

DOI

10.15193/ZNTJ/2014/96/036-052