Cerqueira, M. A.

Teixeira, J. A.

Vicente, A. A.

Universidade do Minho: RepositoriUM

indústria alimentar tem como prin-cipais desafios a melhoria constante da segurança alimentar, da quali-dade dos alimentos, do seu valor nutricional, bem como a criação de novos alimentos. Assim, a manutenção ou o aumento da es-tabilidade química, física, microbiológica, sensorial ou nutricional dos alimentos revela--se como um objectivo fundamental a atin-gir, já que essa estabilidade está intimamente associada à aceitabilidade por parte dos con-sumidores. A Nanotecnologia tem sido apon-tada como uma das soluções com maior po-tencial para atingir este objectivo, existindo um interesse crescente por parte da indús-tria alimentar e da comunidade científica na avaliação das possibilidades da sua aplicação em produtos/processos inovadores (Kane & Stroock, 2007; Sanguansri & Augustin, 2006; Silva, Cerqueira & Vicente, 2011).A Nanotecnologia é uma área emergente que pode envolver a produção, o processamento e a aplicação de estruturas, dispositivos e sis-temas, através do controlo da sua forma e tamanho à escala nanométrica (Kuan, Yee--Fung, Yuen & Liong, 2011). Os materiais produzidos em nanoescala, ou nanoestrutu-ras, são usualmente definidos como estrutu-ras que contêm componentes e/ou caracte-rísticas estruturais com pelo menos uma di-mensão no intervalo de 1 a 100nm (Com-mittee, 2011). Devido ao seu tamanho, estas nanoestruturas aplicadas à indústria alimen-tar podem, por exemplo, aumentar a solubi-lidade e a biodisponibilidade de compostos, assim como alterar as propriedades sensoriais de alimentos onde sejam utilizados ou ainda promover a libertação controlada de deter-minado tipo de compostos, sobretudo aque-les que têm baixa solubilidade em água (Kuan et al., 2011; Silva et al., 2011). Também tem sido avaliada a utilização da Nanotecnologia em embalagens para alimentos; destaca-se a aplicação de nanocamadas de substâncias de grau alimentar sobre alimentos ou a incorpo-ração de nanoestruturas em materiais utili-zados no fabrico de embalagens alimentares por forma a melhorar as suas propriedades físicas (por exemplo, regulando a permeabi-lidade a gases), o que tem influência directa em parâmetros relacionados com a segurança e qualidade alimentar (Casariego, Souza, Cer-queira, Cruz, Díaz & Vicente, 2009; Kuan et al., 2011; Medeiros, Pinheiro, Teixeira, Vi-cente & Carneiro-da-Cunha, 2011). A utili-zação de nanosensores nas embalagens de produtos alimentares, por exemplo, tem sido apontada como um dos sistemas de vanguarda em segurança alimentar. Com efeito, podem detectar-se variações de humidade, tempe-ratura, composição gasosa, concentração de substâncias resultantes do crescimento mi-crobiano e subprodutos da degradação ali-mentar durante a distribuição e armazena-mento dos alimentos embalados (Kuan et al., 2011; Sekhon, 2010).Os sistemas desenvolvidos podem ser clas-sificados de diferentes formas de acordo com o material usado na sua produção (exem-plos: polissacarídeos, proteínas e lípidos), as estratégias de produção (por exemplo, bot-tom-up ou top-down), as forças predominan-tes no sistema (exemplos: electrostáticas, li-gações de hidrogénio), as suas principais pro-priedades (exemplos: mecânicas e ópticas), assim como a energia livre do sistema (que permite concluir se esse sistema é termodi-nâmica ou cineticamente estável) (Lesmes & McClements, 2009; Silva et al., 2011).28  iNgENiUM  NOVEMBRO / DEZEMBRO 2011MiGueL A. CeRqueiRA, AnTóniO A. ViCenTe, JOsé A. TeixeiRAIBB – Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia, Centro de Engenharia Biológica, Universidade do Minho, Campus de Gualtar, 4710-057 Braga, PortugalNANOtEcNOLOgIANA INdústRIA ALIMENtARtEMA dE cAPANANOTECNOLOGIAS//aNOVEMBRO / DEZEMBRO 2011  iNgENiUM  29É importante também salientar que na in-dústria alimentar é essencial a utilização de materiais aprovados para consumo humano (vulgarmente chamados food grade) ou para contacto com alimentos. No entanto, a se-lecção destes materiais depende de muitos factores, como por exemplo o tamanho das nanoestruturas a produzir, as propriedades intrínsecas do composto incorporado (por exemplo, solubilidade em água e estabili-dade), as características de superfície (tais como a carga), ou as propriedades de trans-porte dos materiais de embalagem que per-mitem fabricar (por exemplo, a permeabili-dade a vários gases). Quando comparados com os materiais sintéticos, os biopolímeros (polissacarídeos, proteínas, lípidos) surgem muito bem colocados para serem usados na indústria alimentar devido à sua biodegrada-bilidade, edibilidade e ausência de toxici-dade. Existem compostos sintéticos que têm sido indicados para possíveis aplicações na indústria alimentar, no entanto, a sua even-tual toxicidade conduz a alguma reserva na sua utilização (Kuan et al., 2011).As aplicações da Nanotecnologia na indús-tria alimentar encontram-se em rápido cres-cimento e, apesar do seu desenvolvimento ainda ser muito recente, o valor de mercado, em 2006, foi estimado entre 320 milhões e 5 mil milhões de euros. Estima-se que o valor deste mercado atinja os 16 mil milhões de euros em 2010 (Gergely et al., 2010).Alguns dos exemplos já encontrados na in-dústria são o caso do pão fatiado – Tip-Top, que contém nanocápsulas de ómega-3 capa-zes de mascarar o sabor forte associado a este composto (Enfield, Austrália); nanocáp-sulas de fitoesteróis em óleo de colza que diminui a absorção de colesterol pela cor-rente sanguínea (Shemen, Israel); o Nano-tea, chá que uma vez ingerido é capaz de proporcionar uma libertação controlada do selénio que contém, aumentando a sua ab-sorção em 10 vezes (Shenzhen Become In-dustry Trading Co., China); e também as embalagens de cerveja em material plástico com incorporação de nanopartículas, que além de serem mais leves e menos opacas, têm também uma menor permeabilidade ao CO2, minimizando as suas perdas (Nano-coor Inc, China) (Sekhon, 2010).No entanto, e apesar das vantagens reconhe-cidas e do potencial económico associado às possíveis aplicações da Nanotecnologia na in-dústria alimentar, ainda permanecem muitas dúvidas junto dos consumidores referentes à sua segurança. A sociedade em geral encon-tra-se à margem da evolução da Nanotecno-logia, não sendo claro para muitos consumi-dores quais as principais vantagens e desvan-tagens da Nanotecnologia associada aos ali-mentos. É necessário que exista um debate aberto entre a comunidade científica, os con-sumidores e a indústria de forma a garantir que não aconteça à Nanotecnologia o que aconteceu aos Organismos Geneticamente Modificados em termos de opinião pública. É importante, por isso, que surja mais e me-lhor informação junto dos consumidores que permita desmistificar algumas questões rela-cionadas com a utilização em produtos ali-mentares de ingredientes ou outras soluções contendo Nanotecnologia associada.Apesar de já existirem algumas aplicações industriais de Nanotecnologia, muitas outras ainda estão num estado embrionário e são necessários mais estudos para poder aplicá--las como soluções ao nível industrial. Estas soluções deverão respeitar as indicações cons-tantes num documento emitido pela Auto-ridade Europeia para a Segurança Alimentar – European Food Safety Authority (EFSA) – em Maio de 2011, que deve ser seguido como um guia de referência para a avaliação de riscos da utilização da Nanotecnologia em produtos alimentares. agradecimentosO autor Miguel A. Cerqueira agradece à Fundação para a Ciência e Tecnologia a bolsa concedida (SFRH/BPD/72753/2010).Referências>  Casariego, A., Souza, B. W. S., Cerqueira, M. A., Cruz, L., Díaz, R., & Vicente, A. A. (2009). Chitosan/clay films’ properties as affected by biopolymer and clay micro/nanoparticles’ concentrations. Food Hydrocolloids, 23, 1895-1902.>  Committee, E. S. (2011). Scientific Opinion on Guidance on the risk assessment of the application of nanoscience and nanotechnologies in the food and feed chain. EFSA Journal, 9(5), 2140.>  Gergely, A., Bowman, D., & Chaudhry, Q. (2010). Small Ingredients in a Big Picture: Regulatory Perspectives on Nanotechnologies in Foods and Food Contact Materials. In: Q. Chaudhry, L. Castle, & R. Watkins, Nanotechnolo-gies in Food: Royal Society of Chemistry.>  Kane, R. S., & Stroock, A. D. (2007). Nanobiotechnology: Protein-Nanomaterial Interactions. Biotechnology Pro-gress, 23, 316-319.>  Kuan, C.-Y., Yee-Fung, W., Yuen, K.-H., & Liong, M.-T. (2011). Nanotech: Propensity in Foods and Bioactives. Cri-tical Reviews in Food Science and Nutrition, 52(1), 55-71.>  Lesmes, U., & McClements, D. J. (2009). Structure-func-tion relationships to guide rational design and fabrication of particulate food delivery systems. Trends in Food Science and Technology, 20, 448-457.>  Medeiros, B. G. S., Pinheiro, A. C., Teixeira, J. A., Vicente, A. A., & Carneiro-da-Cunha, M. G. (2011). Polysaccharide/Protein Nanomultilayer Coatings: Construction, Charac-terization and Evaluation of Their Effect on ‘Rocha’ Pear (Pyrus communis L.) Shelf-Life Food and Bioprocess Te-chnology, in Press.>  Sanguansri, P., & Augustin, M. A. (2006). Nanoscale ma-terials development: a food industry perspective. Trends in Food Science and Technology, 17(10), 547-556.>  Sekhon, B. S. (2010). Food nanotechnology - an overview. Nanotechnology, Science and Applications, 3(1), 1-15.>  Silva, H. D., Cerqueira, M. A., & Vicente, A. A. (2011). Na-noemulsions for food applications: development and cha-racterization. Food and Bioprocess Technology, in Press.tEMA dE cAPANANOTECNOLOGIAS//

Nanotecnologia na indústria alimentar

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