دنیای نانو

دنیای نانو

نانوحباب‌ها در صنایع غذایی و کشاورزی: اصول، کاربردها و چالش‌ها

نوع مقاله : مروری

نویسنده
مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی
چکیده
نانوحباب‌ها با قطری در محدوده تقریبی ۱ تا ۲۰۰ نانومتر، به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی نظیر سطح ویژه بسیار بالا، ماندگاری طولانی‌مدت در فاز مایع، توان تولید گونه‌های اکسیدکننده فعال و قابلیت نفوذ به ریزساختارهای پیچیده، در سال‌های اخیر موردتوجه پژوهشگران صنایع غذایی و کشاورزی قرار گرفته‌اند. در این مقاله، ابتدا تعریف، انواع و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نانوحباب‌ها و سپس روش‌های اصلی تولید آن‌ها معرفی و مزایا و محدودیت‌های هر یک بررسی شده است. در ادامه، کاربردهای نانوحباب‌ها در حوزه‌های مختلف صنایع غذایی از جمله فرآوری لبنیات، بهبود بقای پروبیوتیک‌ها، حفاظت از ترکیبات زیست‌فعال، انجماد مواد غذایی، شست‌وشو و ضدعفونی محصولات تازه، تصفیه و بازیافت آب و حذف بیوفیلم‌های میکروبی و باقی‌مانده آفت‌کش‌ها و نیز کاربردهای کشاورزی به‌ویژه در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای و زیرسطحی مورد بحث قرار گرفته است. با وجود شواهد امیدوارکننده، این فناوری با چالش‌های مهمی از جمله عدم استانداردسازی روش‌های تولید و مشخصه‌یابی، دشواری تفکیک اثر مستقل نانوحباب از عوامل همراه (نظیر نوع گاز و انرژی مکانیکی فرایند تولید)، نبود مطالعات هزینه–فایده در مقیاس صنعتی و ابهامات ایمنی مصرف‌کننده روبه‌رو می‌باشد. بر اساس یافته‌های این مقاله، انجام مطالعات پایلوت، طراحی آزمایش‌های کنترل‌شده برای تفکیک مکانیسم‌های اثرگذار و تدوین دستورالعمل‌های استاندارد ضروری است تا زمینه بهره‌برداری ایمن و مؤثر از این فناوری نوظهور در زنجیره غذا فراهم شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Nanobubbles in Agro Food Industries: Principles, Applications, and Challenges

نویسنده English

Masoud Najaf Najafi
Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources and Education Center
چکیده English

Nanobubbles, with diameters typically ranging from about 1 to 200 nm, have attracted growing attention from food and agricultural researchers in recent years owing to distinctive properties such as an exceptionally high specific surface area, prolonged persistence in the liquid phase, capacity to generate reactive oxidizing species, and ability to penetrate complex microstructures. In this paper, the definition, types, and physicochemical properties of nanobubbles are first introduced, followed by the main production methods, along with the advantages and limitations of each. The paper then discusses applications of nanobubbles across various areas of the food industry, including dairy processing, enhancement of probiotic survival, protection of bioactive compounds, food freezing, washing and sanitization of fresh produce, water treatment and reclamation, and removal of microbial biofilms and pesticide residues, as well as agricultural applications, particularly in drip and subsurface irrigation systems. Despite this promising evidence, the technology faces significant challenges, including the lack of standardized production and characterization methods, the difficulty of isolating the independent effect of nanobubbles from co-occurring factors (such as gas type and the mechanical energy of the generation process), the absence of industrial-scale cost–benefit studies, and unresolved consumer-safety concerns. Based on the findings of this paper, conducting pilot-scale studies, designing controlled experiments to disentangle the underlying mechanisms, and developing standardized guidelines are essential to enable the safe and effective deployment of this emerging technology across the food supply chain.

کلیدواژه‌ها English

Nanobubbles
Stability
Food industry
Agriculture

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 13 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 12 بهمن 1404
  • تاریخ بازنگری 01 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 13 شهریور 1405