Você sabe como a nanotecnologia está presente nos alimentos que consumimos?

A nanotecnologia está na agricultura, ajudando no desenvolvimento de plantações, e em indústrias de alimentos, auxiliando nos processos de qualidade, segurança e embalagem desses produtos.
Nas fábricas há o processamento, produção, preparação e armazenamento de alimentos, sempre em conformidade com as leis de biossegurança e higiene definidas dentro de cada país. Nesse cenário, muitas ferramentas nanotecnológicas são desenvolvidas para auxiliar em cada etapa do processo, sendo os principais objetivos garantir a segurança alimentar, identificar e comunicar o status de contaminação de um produto (nanosensores), reduzir o risco de doenças transmitidas por alimentos (nanoconservantes), prevenir a exposição dos consumidores aos patógenos (nanoembalagens), bem como servir alimentos fortificados (nanoencapsulação). A Figura 1 ilustra algumas dessas aplicações.

Figura 1: Esquema de aplicações da nanotecnologia na indústria de alimentos

Fonte: Adaptado de Sharma et al. (2023)

Nanoembalagens

Os alimentos não são consumidos imediatamente após serem produzidos. Assim, devem ser acondicionados em embalagens que os protejam de sujeiras, luz, oxigênio, umidade, patógenos, toxinas e outras fontes nocivas. Desse modo, embalagens inovadoras vêm sendo estudadas, inclusive com a incorporação de nanomateriais ativos na matriz da embalagem para ajudar a preservar e melhorar a parte sensorial do produto e sua segurança microbiológica.
Mais de 400 embalagens com nanotecnologia já estão disponíveis no mercado, um exemplo é o caso de embalagens com adição de 5% de nanoargilas na matriz polimérica para melhorar a tração do nanofilme e auxiliar na preservação de produtos perecíveis, como água de coco e sucos naturais, por 60 dias (sem perda de qualidade).

Nanoembalagens do tipo barreira

Na presença de ar e de água, os alimentos deterioraram-se e/ou são contaminados por micróbios, reduzindo a vida útil do produto e podendo causar doenças aos consumidores. Assim, embalagens precisam vedar a entrada de gases e de umidade, visando diminuir o respecitivo contato com o produto alimentício. Atualmente, essas são desenvolvidas com nanopolímeros, que são injetados na matriz da embalagem para reduzir a taxa de permeação desses gases, garantindo a estabilidade do produto durante toda a cadeia de abastecimento. Projetos de pesquisa ligados à ciência de alimentos indicam que nanopartículas embebidas nesses polímeros aumentam a eficácia da resistência mecânica e melhoram a capacidade do material da embalagem em atuar como um escudo de gás. Pode-se citar também o ´nanocoating´ como uma técnica de barreira contra a umidade. Essa técnica consiste em uma camada espessa e uniforme de sílica de 10-100 nm usada para revestir a embalagem, reduzindo a umidade interior em 10,2%, aumentando assim o tempo de preservação do alimento em relação aos de embalagens normais. Entretanto, apesar dos benefícios das nanopartículas, a absorção deles durante o consumo de alimentos é uma fonte de preocupação com a possível migração de nanopartículas para dentro do corpo humano, bem como sua toxicidade e efeitos imunogênicos.

Nanoembalagens inteligentes

Um outro tipo de embalagem com nanotecnologia são as que processam informações de qualidade alimentar a partir de mecanismos sensoriais e de feedback. Um exemplo de aplicação dessas embalagens é a proteção contra produtos contaminados. Como o oxigênio tem a capacidade de propiciar um ambiente favorável para os microrganismos, sua presença no interior da embalagem pode ameaçar a integridade do alimento e o prazo de validade. Assim, foram desenvolvidos nanosensores capazes de comunicar informações como nível de deterioração, estágio de frescor, concentração de oxigênio no produto durante o processo de transporte e armazenamento. Além disso, também podem ter mecanismos de retirada de oxigênio com a inserção de nanopartículas ou adsorventes na matriz de embalagem a fim de remover a umidade. Um exemplo é o caso de nanopartículas de ferro que atuam como sequestrantes de oxigênio. Outro exemplo de nanosensor de contaminação é o indicador colorimétrico de oxigênio desenvolvido usando dióxido de titânio nanométrico com tinta e corante metileno. Sua cor muda em resposta à mudança na concentração de oxigênio. Outro caso já consolidado na indústria alimentícia são os nanosensores com superfície de espectroscopia Raman que fazem análise forense de alimentos, facilitando a investigação da origem da infecção alimentar, adulteração, intoxicação ou contaminação.
Nesse cenário, vários tipos de nanosensores estão sendo desenvolvidos para atender as diferentes exigências na inspeção de alimentos como, por exemplo, os eletroquímicos para detectar ânions, cátions e compostos orgânicos em alimentos, nanosensores para detecção de condições externas e internas em embalagens de alimentos, para detecção de antibióticos, pesticidas, células microbianas, metais pesados ​​e toxinas.

Fortificação alimentar

A fortificação alimentar pode ser definida como uma melhora nutricional nos produtos alimentícios presentes na base da dieta local de uma população, adicionando vitaminas, gorduras boas, aminoácidos e/ou outros nutrientes carentes na região alvo. A nanoencapsulação é um dos processos mais populares para esse intuito e consiste na incorporação de enzimas precursoras de alguma molécula de interesse ou algum ingrediente pronto em cápsulas que depois são inseridas no produto alimentício. Essa estratégia vem sendo amplamente empregada na indústria porque as nanocápsulas protegem os compostos ativos quimicamente instáveis ou sensíveis à degradação (como antioxidantes, vitaminas, lipídios e carboidratos) ao calor, umidade e outras situações adversas, melhorando, assim, sua estabilidade e viabilidade.
Apesar desses benefícios, pesquisadores estão se conscientizando sobre a metabolização dessas nanocápsulas e as possíveis consequências da sua migração na saúde humana e no meio ambiente. O maior risco à saúde apresentado até o presente momento é a inalação de nanopartículas ultrafinas por parte dos operadores industriais.

Para mais informações, acesse aqui o artigo original:

Fonte: SHARMA, Arun et al. Nanotechnology applications and implications in food industry. Nanotechnology Applications For Food Safety And Quality Monitoring, [S.L.], p. 171-182, 2023. Elsevier. http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-323-85791-8.00016-1.