به کارگیری فن‌آوری نانو در صنایع غذایی

فرض کنید ظهر جمعه است و شما بسیار تشنه هستید. سراغ یخچال می روید، اما مردد هستید که چه چیزی را انتخاب کنید. از یک سو، می‌دانید که آب میوه دارای ویتامین های فراوانی است و برای بدن شما مفید است، از سوی دیگر، به نوشیدن نوشابه تمایل زیادی دارید و علاوه بر این می خواهید این نوشیدنی هر چه که هست چند ساعتی شما را بیدار نگه دارد، چون کارهای عقب ماندۀ زیادی دارید که ترجیح می دهید آنها را به هفتۀ بعد موکول نسازید. بنابراین، یک بطری حاوی مایعی بی رنگ را بر می دارید. ابتدا دکمه ای را برای انتخاب نوشابه فشار می دهید، پس از آن نوبت اضافه کردن افزودنی هاست، ویتامین C و کافئین را هم از قسمت افزودنی ها انتخاب می کنید. با فشار دادن این دکمه ها، نانو کپسول های بسیار کوچک حاوی مواد افزودنی مورد نظر شما در سطح محلول آزاد می شوند و این در حالی است که نانو کپسول‌های دیگر حاوی سایر افزودنی ها و طعم دهنده هایی که شما انتخاب نکرده اید، به صورت کپسول آزاد نشده و در محلول باقی مانده اند. ● غذاهای نانویی محققان صنعت غذایی نانو در حال کار بر روی چنین غذاهایی هستند، اما به زعم فرانس کمپرز رئیس مرکز بین المللی زیست فن‌آوری و سلامت، هنوز برای نیل به این مقصود در صنعت غذایی راه زیادی در پیش است. وی معتقد است که هدف سالم‌تر، ایمن تر و ماندگارتر کردن مواد غذایی پدیدۀ جدیدی در این صنعت نیست و سال هاست که دانشمندان با دستکاری و کنترل گیاهان و سایر حیواناتی که انسان از آنها تغذیه می کند، سعی در ارتقای کیفیت و خواص مواد غذایی دارند اما آن‌چه که در این صنعت جدید است، امکان اعمال تغییر در مواد غذایی آماده و اضافه کردن افزودنی های مورد نظر در اندازه های بسیار ریز و دست‌کاری محتویات فیزیکی مواد غذایی است. در مقیاس نانو، مولوکول ها بیشتر از قوانین کوانتوم پیروی می کنند تا از قوانین فیزیک در مقیاس بزرگ. ترکیبات غیر قابل حل در آب یا روغن در مقیاس نانو به راحتی حل می‌شوند، حتی این امکان وجود دارد که موادی که عموماً پس از مصرف در معده آزاد می شوند، به صورت آزاد نشده به طرف روده هدایت شوند و از آنجا مستقیما جذب شده و وارد گردش خون شوند. به عقیدۀ کمپرز در پنج تا ده سال آینده، این فرآیند کاملا کاربردی می شود، به خصوص در مورد افزودن مواد غذایی مانند ویتامین ها و املاح معدنی. ساده ترین و کاربردی ترین روش اجرای این کار، فرآیند نانو کپسوله کردن است. این تکنیک از روی عمل‌کرد غشای سلولی در طبیعت الگوبرداری شده است. با استفاده از این تکنیک، بشر موفق به ساخت محفظه های کیسه ای شکلی در ابعاد بسیار کوچک نانویی خواهد شد که درون آنها فضایی خالی برای مواد غذایی تعبیه شده است، لایۀ بیرونی این کپسول، بسته به این‌که لازم است مواد داخل کپسول در آب یا در روغن حل شوند، طراحی می شوند. این کپسول‌ها در برابر اسید معده مقاوم هستند و بسته به ضرورت می توانند در دهان یا در معده باز شوند. در واقع، فرآیند نانو کپسوله کردن به این معنا است که این امکان وجود دارد که مواد غذایی مفید برای بدن بدون این‌که در فرآیند ساخت در کارخانه یا هنگام پخت در آشپزخانه و یا توسط آنزیم‌های دهان و معده از بین بروند، این کپسول ها به طور مستقیم وارد جریان خون شده و در نتیجه، جذب بدن شوند. این کار حتی مانع از دفع بدون جذب ویتامین های مواد غذایی می شود. یکی دیگر از کاربردهای نانو کپسوله کردن، این است که مواد غذایی مفید ولی با طعم های نامطبوع مانند روغن ماهی را می توان از طریق این کپسول ها بدون احساس مزۀ ناخوشایند به غذا اضافه کرد. ● نانوغذاهای ایمن و بی‌خطر اختراعات فن‌آوری نانو در محصولات غذایی منجر به ورود محصولات جدید و بدیعی به بازار شده است. در طی چند سال اخیر فن‌آوری نانو به جزء مهمی از صنعت غذا تبدیل شده است. شرکت‌های مطرح در صنایع غذایی به تحقیق و توسعه در این زمینه پرداخته‌اند و انتظار می‌رود، اولین موج محصولات در آینده نزدیک به بازار وارد شوند. این مقاله نگاهی به تلاش چند شرکت در زمینه نانوغذاهاست که خوانندگان را با قسمتی از پیشرفت‌های ‏جدید در این عرصه آشنا می‌کند. ‏ البته این تنها شروع است و یقینا فن‌آوری ‌نانو در این عرصه راهی طولانی در پیش خواهد داشت. بنابر یک پیش بینی اقتصادی به وسیله تحلیل گران، بازار نانوغذاها از ۲/۶ میلیارد دلار فعلی به ۷ میلیارد دلار در سال آینده خواهد رسید. فن‌آوری نانو می‌تواند در خط تولید به منظور ایجاد ریزحس‌گرها و ماشین‌های تشخیص به ‌کار رود و تولید غذاهای فاقد آلودگی را تضمین می‌کند. این نانو ابزارها در تشخیص میکروب‌های مضر و تعیین زمان ماندگاری محصول نیز کاربرد دارند و به مدیران در اتخاذ تصمیمات راهبردی مانند انتخاب بهترین روش حمل و نقل و انبار محصولات کمک می‌کنند. به گفته کامپرز، مدیر برنامه بیو فن‌آوری نانو در دانشگاه واخنینگن، استفاده از فن‌آوری نانو به منظور تضمین کیفیت فرآورده‌های غذایی، یقیناً به نفع مصرف‌کننده است. البته نانوحس‌گرها و تشخیص‌دهنده‌های روبوتیک فعلاً فقط در مراکز تحقیقات به‌کار می‌روند اما پیش‌بینی می‌شود اولین سری این ماشین‌ها در طی ۴ سال آینده در محصولات غذایی ظاهر ‌شوند. در حال حاضر شرکت‌‌های زیادی مانند Nestle، Food،Hershey، Keystone و Unilever مشغول کار روی نانوغذاها هستند. گزارش شده است Nestle و Unilever امولوسیون‌هایی از نانوذرات را کشف کرده‌اند که باعث یکنواخت‌تر شدن بافت غذا شده و می‌توان در تولید محصولاتی مانند بستنی از آنها استفاده کرد. دیگر پروژه‌های این شرکت، کار روی نانوکپسول‌هایی حاوی غذاهای غنی شده است که مواد مغذی و آنتی اکسیدانت‌ها را به تدریج به بخش‌های خاصی از بدن تحویل می‌دهند. این فن‌آوری موادغذایی قدیمی را به ذراتی در ابعاد نانو تبدیل می‌کند که در داخل بدن رها شده و به خوبی جذب می‌شوند. این فن‌آوری در غذاهای جدید کاربرد زیادی خواهد داشت. یکی دیگر از شرکت‌های پیشگام در توسعه نانوغذاها، شرکت Kraft است که با تأسیس کنسرسیوم نانوتک (Nanotek) در سال ۲۰۰۰ اولین گام‌های ورود فن‌آوری نانو به صنعت غذا را برداشت. این کنسرسیوم مجموعه‌ای از ۱۵ دانشگاه و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی ملی است و بیشتر در زمینه تهیه انواع غذاهای تعاملی و فرآورده‌های نوشیدنی فعالیت می‌کند که با ذائقه‌و نیازهای فردی مصرف کننده سازگار باشد و دامنه وسیعی، از نوشیدنی‌های تغییر رنگ‌دهنده تا غذاهای جدید سازگار با حساسیت مصرف‌کننده (یا نیازهای تغذیه‌ای او) را در بر می‌گیرد. فعالیت دیگر این شرکت، تهیه نانوفیلترهایی است که مولکول‌ها را بیشتر بر اساس شکل و نه بر حسب اندازه غربال می‌کنند و این مساله تفکیک اجزای خاصی از یک فرآوده، حتی در دست مصرف کننده را امکان‌پذیر می‌سازد. از دیگر اهداف این شرکت، کار روی بسته‌بندی‌های هوشمند غذایی است. از نانوحس‌گرهایی که به رهایش مواد شیمیایی ناشی از فساد غذاها حساس هستند، می‌توان در بسته‌بندی‌های هوشمند استفاده کرد، تا به محض شروع خراب شدن غذا، رنگ بسته‌بندی تغییرکرده، به مشتری هشدار دهد. این سیستم به مراتب دقیق‌تر و مطمئن‌تر از فروش با تاریخ مصرف است. یکی دیگر از شرکت‌‌های فعال در زمینه نانوغذا، NutraLease است که روی فن‌آوری غذاهای غنی شده تحقیق کرده و جهت افزایش رهایش زیستی (Biodelivery) مواد غذایی، از نانوکپسول‌ها استفاده می‌کند. این فن‌آوری در نوعی روغن آشپزی به‌کار برده شده است که از استرول‌های گیاهی به منظور کاهش جذب کلسترول و کاهش خطر بیماری‌های قلبی استفاده می‌کند. بر اساس گزارشی این فرآورده باعث کاهش حدود ۱۴درصد ازمیزان کلسترول LDL می‌شود. شرکت Oil Fresh از اجزای نانوسرامیکی در تهیه ماهی‌تابه‌های رستوران‌ها استفاده می‌کند که باعث کاهش زمان سرخ کردن و مصرف روغن می‌شود. استفاده از این فرآورده به رستوران‌ها اجازه می‌دهد که از روغن‌های گیاهی به جای روغن‌های هیدروژنه استفاده کنند و در نتیجه میزان چربی‌های ترانس کاهش یافته و غذاهای سالم‌تری به دست می‌آید. شرکت دیگری به نام Voridian از ترکیباتImpern نانوکامپوزیت ها در ساخت بطری‌های پلاستیکی نوشیدنی‌ها استفاده کرده است. Impern نوعی پلاستیک است که با نانو ذرات خاک رس آمیخته و پلاستیک‌هایی به سختی شیشه ولی محکم‌تر را به وجود آورده است که نسبت به شیشه شکنندگی کمتری دارند. لایه نانوذرات به‌ گونه‌ای طراحی شده‌که فرار مولکول‌های دی‌اکسیدکربن از نوشیدنی و نفوذ مولکول‌های اکسیژن به درون نوشیدنی جلوگیری کرده، در نتیجه باعث حفظ تازگی و افزایش زمان ماندگاری محصول می‌شود. یکی دیگر از شرکت‌های فعال در این زمینه Nanocor است. این شرکت مهم‌ترین تولیدکننده نانوکامپوزیت های پلاستیکی است. این پلاستیک‌ها ویژگی‌های ویژه‌ای از جمله ایجاد مانع بهتر برای جریان اکسیژن و دی‌اکسیدکربن دارد که منجر به افزایش زمان نگهداری محصولات نانوکامپوزیت پلاستیک مقاوم می‌شود. هم‌چنین این پلاستیک‌ها از پخش بو جلوگیری کرده، مانع جذب طعم یا ویتامین‌های موجود در غذا به وسیله بسته‌بندی می‌شوند. به طور کلی طراحی مولکولی این پلاستیک‌ها به‌گونه‌ای است که مقاومت محصولات را در برابر آتش و ثبات ساختار آنها را در برابر حرارت بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال این مواد در سبدهایی برای جوشاندن مواد غذایی و بسته‌بندی‌هایی برای استفاده در مایکروویو کاربرد دارد. نانوکامپوزیت‌های پلاستیکی در بسته‌بند‌ی های جدید مواد غذایی نیز قابل استفاده هستند. از دیگر محصولات کلیدی، حس‌گرهای بویایی الکترونیکی (بینی الکترونیکی) و هم خانواده جدیدتر آنها حس‌گرهای چشایی الکترونیکی (زبان الکترونیکی) هستند. این وسایل از زبان و بینی انسان تقلید می‌کنند با این تفاوت که نسبت به طعم‌ها و بوهای ناچیز حساسیت بیشتری دارند. بینی الکترونیکی آرایه‌ای از حس‌گرهای گازی در مقیاس نانو است و سطح بالای نانوذرات اجازه عبور بیشترین گاز ممکن از روی آنها را می‌دهد. این فن‌آوری به همراه فن‌آوری تشخیص الگویی، امکان ایجاد یک اثر انگشت دیجیتالی از هر بوی خاص را فراهم می‌کند. این محصولات در آزمایشگاه‌هایی از جمله NASA برای تشخیص مواد شیمیایی در حد ناچیز استفاده شده‌اند اما در حال حاضر در صنایع غذایی جهت کنترل بهترین سطح تولید شده غذاها به‌کار می‌روند. این محصولات هم‌چنین در جهت تشخیص آلاینده‌ها و تجزیه‌کیفی و کلی‌غذا مؤثر هستند. در حال حاضر بعضی شرکت‌ها نوعی زبان الکترونیکی را به کار می‌برند که شامل آرایه‌ای از حس‌گرهای مایع (الکترودهای پوشش داده شده با پلیمرهای هادی) به همراه فن‌آوری تشخیص الگویی است که قادر به تشخیص طعم‌های ویژه از هم می‌باشد. از کاربردهای مهم این زبان، آزمون چشایی نوشیدنی‌ها مانند آب میوه‌ها، شیر، قهوه، آب معدنی و نوشابه‌ها و هم‌چنین توانایی چشیدن مواد شمیایی در حد PPT است و هزینه تولید آن در حدود ۵۰ سنت می‌باشد. یقیناً این زبان نقش حیاتی خود را در مطالعات غذایی پیدا خواهد کرد. حس‌گر چشایی، در بسته‌بندی گوشت قادر به تشخیص اولین نشانه‌های فساد مواد غذایی بوده و با تغییر رنگ، فساد ماده غذایی را هشدار می‌دهد. نوع دیگر فن‌آوری حس‌گرها، نانوبارکدها هستند که به وسیله شرکت Nanoplex Technologies تولید شده‌اند. نانوبارکدها مدل مولکولی بارکدهای سنتی است و شامل نانوذرات فلزی می‌باشند که اثر انگشت شیمیایی قابل شناسایی و خاصی دارند و می‌توانند از طریق یک ماشین (احتمالاً یک لامپ UV یا میکروسکوپ نوری) تشخیص داده شوند. این نوع بارکدها می‌توانند برای حفاظت مارک و ارزیابی غذاهایی که در حالت عادی نمی‌شود بارکدهای سنتی را روی آنها چسباند، استفاده شود. آنها هم‌چنین برای تشخیص پاتوژن‌ها در غذا مانند E. coli مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حقیقت تشخیص پاتوژن‌ها از دیگر اهداف اصلی فن‌آوری نانو در صنایع غذایی است. هانگ نیز روی نانو حس‌گرهای زیست‌شناسانه کار کرده است. این حس‌گرها قادرند مقادیر اندک پاتوژن‌ها در غذا را تشخیص دهند. هم‌چنین امکان استفاده از آنها در مراکز نگهداری و حمل و نقل غذا به منظور کنترل دقیق در مقیاس مولکولی وجود دارد. وی هم‌چنین روی غذاهایی که عملکردی نامیده می‌شوند، کار کرده و نقش مواد مغذی که موجب سلامت و مانع از بیماری‌می‌شوند را کشف کرده است. هانگ می‌گوید: بسیاری از غذا‌ها به صورت ذاتی قادر به جلوگیری از بیماری‌ها هستند مثل چای سبز، هسته انگور و زنجبیل اما مساله این است که مصرف مستقیم این غذاها فایده‌ای برای بدن نداشته و بدن نیز به سختی آنها را جذب می‌کند. بنابراین به یک سیستم تحویل نیاز داریم که دسترسی زیستی آنها را افزایش دهد. او به خصوص به جلوگیری از دیابت و چاقی علاقه‌مند است و این سوال را مطرح می‌کند که چطور می‌توان از غذاهایی مانند بستنی و شکلات‌های خوش طعم استفاده کرد، به صورتی که موجب چاقی نشوند؟ در جواب باید گفت استفاده از مواد فیبری و کربوهیدرات‌ها به جای چربی می‌تواند به حل این مساله کمک کند و برای دیابت نیز باید جایگزین‌های بهتری را برای شکر پیدا کرد. اگر هانگ یا دیگران بتوانند موفق به ایجاد غذاهایی خوش طعم ولی حاوی مواد جایگزین چربی شوند و یا با به‌کارگیری نانوذرات مانع از جذب و ذخیره‌سازی چربی و کالری به‌وسیله بدن گردند، هدف نهایی را در غذا به دست آورده‌اند. هانگ می‌گوید: شرکت‌‌های زیادی درباره غذایی که شما را سیر کند ولی تأثیری روی وزن نداشته باشد، تحقیق می‌کنند ولی به دلیل توافق‌های محرمانه هنوز جزئیات آن فاش نشده است. گرچه دسترسی به این فن‌آوری جدید آسان است اما به دلیل گران بودن محصولات، ورود آن به بازار به این سرعت امکان‌پذیر نیست. البته این مشکلات قابل حل هستند و به زودی شاهد هجوم فرآورده‌های فن‌آوری نانو از فرآورده‌هایی مؤثر برای ایمنی و سلامت گرفته تا غذاهای قابل برنامه ریزی و مطابق با سلیقه افراد، به صنعت غذا خواهیم بودکه نتایج شگفت‌آوری را در بر خواهند داشت، فقط باید امیدوار باشیم که یک ترس عمومی مانع از این موج نوآوری و ابداع نشود، همان‌گونه که برای غذاهای اصلاح شده ژنتیکی این اتفاق افتاد. ● جمع‌بندی در طی سه سال گذشته، تأثیر عمیق فن‌آوری نانو در صنایع غذایی و بسته‌بندی به اثبات رسیده است. اکنون بیش از ۳۰۰ فرآورده نانو غذایی در بازارهای جهانی موجود است. این موفقیت شگفت انگیز، منجر به سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی در زمینه تحقیق و توسعه در نانو غذا شده است. امروزه فن‌آوری نانو یک شایعه پوچ نیست، بلکه حقیقتی لازم الاجرا در صنایع غذایی است و هر شرکتی که بخواهد در صنایع غذایی پیشگام باشد، باید کار با فن‌آوری نانو را به سرعت شروع کند. در حال حاضر بیش از ۴۰۰ شرکت در سراسر دنیا در امر تحقیق، توسعه و تولید نانوغذاها فعالیت می‌کنند که در صدر آنها، ایالات متحده، ژاپن و چین قرار دارند. تا سال ۲۰۱۰، آسیا با ۵۰ درصد جمعیت دنیا، به بزرگ‌ترین بازار نانوغذا تبدیل می‌شود و چین نیز جایگاهی ممتاز قرار خواهد داشت. پیشرفت بیشتر در رمزگشایی DNA و آنالیز آن، صنایع را قادر به پیش‌بینی، کنترل و بهبود محصولات کشاورزی می‌کند. تلفیق این فن‌آوری با فن‌آوری دست‌کاری مولکول‌ها و اتم‌های غذا، روش قدرتمندی را در اختیار صنایع غذایی می‌گذارد تا غذاهایی با قابلیت بسیار بیشتر و هزینه‌ای کمتر را طراحی کنند. ● پرسش‌های باقیمانده با وجود تمام این مزیت ها این حقیقت که این ذرات بسیار ریز می توانند از سد سیستم دفاعی بدن نیز بدون هیچ مانعی عبور کنند، موجب نگرانی دانشمندان شده است. دونالد بروس شیمی‌دان و رئیس مرکز مطالعات تکنولوژی های جدید اسکاتلند خاطر نشان می کند که مشکل اینجا است که این ذرات بسیار کوچک در کپسول ها به راحتی قادرند از غشای خونی دیوارۀ مغز و هم‌چنین دیوارۀ سلول ها که به طور معمول مواد دیگر امکان عبور از آنها را ندارند، عبور کنند. البته این امر به این معنا نیست که چنین فرآیندی لزوماً خطرناک است، اما مساله این است که هنوز تأثیرات آن به طور کامل مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفته و ناشناخته است. دیوید بنت رئیس کمسیون اروپایی نانو بیوتکنولوژی در این باره می گوید: «با اینکه سیستم ایمنی بدن از بدو تولد می تواند با بسیاری از نانوذرات مضر برای بشر، مانند ذرات موجود در دود سیگار مقابله کند، اما این موضوع نباید باعث شود که ما بدون انجام تحقیقات گسترده بر روی اثرات ناشناختۀ نانو کپسول ها آنها را به بازار وارد کنیم.» ● ضرورت به کارگیری فن‌آوری نانو در علوم کشاورزی و صنایع غذایی طبق آخرین گزارش سازمان ملل متحد، حدود ۸۰۰ میلیون نفر از جمعیت جهان دچار فقر غذایی هستند، شمار افراد قرار گرفته در زیر خط فقر (از نظر تامین انرژی مورد نیاز روزانه ی بدن) روز به روز در حال افزایش است. جدید ترین پیش بینی ها حاکی از آن است که این آمار تا سال ۲۰۲۰ میلادی به رقمی بالغ بر یک میلیارد نفر خواهد رسید و این بدان معنا ست که حفظ نوع بشر در بلند مدت و نجات خیل عظیم انسان ها از خطر گرسنگی، نیازمند توجه ویژه ی متخصصان و سیاست مداران امروز جهان به توسعه ی پایدار و همه جانبه ی صنعت کشاورزی است. همان طور که می دانید ورود نسل اول فن‌آوری ها به عرصه ی کشاورزی، در چند دهه ی گذشته منجر به وقوع انقلاب سبز و گذر از کشاورزی سنتی به کشاورزی صنعتی گردید، در این دوره افزایش چشم‌گیری در کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی صورت گرفت که البته در کنار آن استفاده‌ی بی رویه از منابع، مشکلاتی را نیز در پی داشت. اکنون با گذشت سال‌ها از وقوع انقلاب سبز و کاهش مجدد نسبت رشد تولیدات کشاورزی به جمعیت جهان، لزوم به کارگیری فن‌آوری های جدید در صنعت کشاورزی بیش از هر زمان دیگری آشکار است. در این بین فن‌آوری نانو به عنوان یک فن‌آوری بین رشته ای و پیش‌تاز رفع مشکلات و کمبود ها در بسیاری از عرصه های علمی و صنعتی، به خوبی جایگاه خود را در علوم کشاورزی و صنایع وابسته آن به اثبات رسانیده است. فن‌آوری نانو کاربرد های وسیعی در همه مراحل تولید، فرآوری، نگهداری، بسته بندی و انتقال تولیدات کشاورزی دارد. ورود فن‌آوری نانو به صنعت کشاورزی و صنایع غذایی متضمن افزایش میزان تولیدات و کیفیت آن ها، در کنار حفظ محیط زیست و منابع کره ی زمین می باشد. در ادامه نگاهی دقیق تر به کاربرد های گسترده ی فن‌آوری نانو در هریک از زیر شاخه های صنعت کشاورزی داریم. ● کاربردهای نانو در زراعت - کشاورزی دقیق (خاص مکانی) به طور کلی کشاورزی‌دقیق یک نوع نگرش جدید در مدیریت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانو سنسورها مشخص می‌شود که هر قسمت کوچک از مزرعه به چه میزان عناصر غذائی و سم نیاز دارد و بدین وسیله از آلودگی‌محیط زیست جلوگیری‌کرده، سلامت محصولات و افزایش بازده اقتصادی‌راممکن می سازد. نانو سنسور ها می توانند با کنترل دقیق و گزارش دهی به موقع نیازهای گیاهان به مرکز پردازش اطلاعات سیستم را در نگهداری محصولات یاری نماید. - ایجاد گل‌خانه‌های کم‌هزینه‌تر با هدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر در برابر رطوبت ساختارهای نانویی می توانند گلخانه هایی در حجم کم اما انبوه پدید آورند که تقریباً با اندازه ای برابر ۱۰ درصد کل مزارع زیر کشت در حال حاضر، می توانند جمعیت کنونی جهان را تغذیه نمایند. در این صورت میلیون‌ها هکتار از زمین های کشاورزی به محیط های طبیعی برای سکونت حیوانات در سراسر جهان باز گردانده می شوند. ● کاربردهای نانو در اصلاح نباتات: - انتقال ژن های مورد نظر به سلول های گیاهی با استفاده از نانومواد در این روش از سامانه ی رسانش نانوذرات طلای پوشیده با DNA یا RNA به داخل سلول استفاده می شود. - ساخت ابزارهای جدید برای بیولوژی سلولی و مولکولی این ابزار ها جهت تعیین مولکول‌های خاص، شناسایی و جداسازی آن ها استفاده می شوند و کاربری بسیاری دارند که از این بین می توان به موارد زیر اشاره کرد ، تکنولوژی و علم تولید مثل، اصلاح نژاد حیوانات و گیاهان، تبدیل ضایعات به انرژی و محصولات جانبی مفید و علم و تکنولوژی کودسازی - اصلاح بذر به شیوه اتمی ● کاربردهای نانو در تولید سموم و کود های موثر و کم خطر ذرات سموم کشاورزی به وسیله عواملی از قبیل باد، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی انسان، آن را در معرض انواع بیماری های استنشاقی قرار می دهد، تحولات نانوفن‌آوری، با افزایش میزان سود دهی و کاهش عوارض سموم کشاورزی، معضلات ناشی از این سموم را رفع می کند و آنها را به محصولاتی کاملاً مفید تبدیل می کند. - تولید سموم و کودهای شیمیایی با استفاده از نانوذرات و نانوکپسول ها این نسل از سموم و کود ها قابلیت رهایش کنترل شده یا تاخیری، جذب و تاثیرگذاری بیشتر و سازگاری با محیط زیست را دارا هستند. - تولید کریستال‌های نانویی جهت افزایش کارایی استفاده از آفت‌کش‌ها استفاده از کریستال‌های نانویی امکان کاربرد آفت‌کش‌ها با مقادیر (دوز) کمتر را فراهم می آورد و این یعنی به حداقل رساندن ورود این ترکیبات خطرناک به طبیعت. - تولید نانوکودها (Nanofertilizers) این ترکیبات نانویی به سرعت و به صورت کامل جذب گیاه شده و به خوبی نیازها و کمبود های غذایی آن را مرتفع می‌سازد.