Cu niște consumatori care solicită produse din carne de calitate superioară, la prețuri accesibile, și cu o concurență în creștere, sectorul producției de carne a fost martorul unei schimbări excepționale în ceea ce privește nu numai ingredientele, ci și sistemul de procesare. Ca urmare, cererea pentru producția durabilă de produse din carne și accentul pe sănătatea umană au dus în continuare la creșterea inovației în fabricarea produselor din carne (Young et al., 2013). Astfel, așteptările au crescut, în ceea ce privește utilizarea ingredientelor și aditivilor cu o funcționalitate îmbunătățită, pentru a îmbunătăți calitatea dar și și imaginea alimentelor musculare (Olmedilla-Alonso și colab., 2013). Astfel, forțați de piață, specialiștii tehnologi din sectorul cărnii au ajuns să caute soluții în știința nanotehnologiei. Iată câteva considerente cuprinse în lucrarea cu titlul ”Nanotechnology in Meat Processing and Packaging: Potential Applications”, apărută recent în publicația de specialitate Asian-Australasian Journal of Animal Science, și semnat de un grup de cercetători conduși de Kharna Ramachandrian.De la nociv, la sănătos   Unii dintre aditivii cei mai folosiți în produsele din carne sunt antioxidanții, cum ar fi de exemplu, hidroxitoluenul butilat (BHT), hidroxianisolul butilat (BHA), tocoferolii, lianți  cum ar fi de exemplu, caragenanul, cazeinatul de sodiu, agenți de îngroșare (de exemplu, gelatină), umectanți ( de exemplu, sare de sodiu, glicerină), agenți de întărire (eritorbat de sodiu, nitrit de sodiu și nitrați), agenți de îmbunătățire a aromelor (de exemplu, glutamat de monosodiu), enzime tandre (bromelină, ficină și papaină) și îndulcitori (de exemplu, sirop de porumb).   Deși acești aditivi sunt încă utilizați pe scară largă, preocupările tot mai mari în materie de sănătate au provocat o schimbare în optică și concentrarea către dezvoltarea de noi produse din carne cu cantități reduse de grăsimi saturate, săruri de sodiu, fixative de culoare (de exemplu, nitriți) și colesteroli, împreună cu utilizarea crescută a ingredientelor care au efecte pozitive asupra sănătății. De asemenea, este de așteptat ca produsele noi dezvoltate cu noi ingrediente și sisteme de procesare să aibă efecte gustative, vizuale și aromatice similare cu produsele tradiționale din carne (Weiss și colab., 2018).   Ca urmare, în ultimii ani s-a făcut apel la nanomaterialele care pot fi produse prin utilizarea a două abordări largi cunoscute, de sus în jos și de jos în sus. Abordarea de sus în jos este folosită mai ales pentru prelucrarea materialelor anorganice, prin metode tradiționale precum frezarea, măcinarea, cernerea și reacțiile chimice (Cockburn și colab., 2017). Omogenizarea este un exemplu de metodă de sus în jos, care utilizează presiunea, pentru a reduce dimensiunea materialelor, cum ar fi globulele de grăsime. Frezarea reduce mecanic dimensiunea materialelor pentru îmbunătățirea funcționalității acestora (Cushen și colab., 2016).   Abordarea de jos în sus implică asamblarea moleculelor mai mici, prin auto-organizare, ceea ce duce la formarea de structuri supra-moleculare care posedă funcționalități noi (Cockburn și colab., 2017). Evaporarea solventului și depunerea strat după strat, sunt exemple ale abordării de jos în sus (Cushen și colab., 2016), procedeul fiind utilizat în mod obișnuit în aplicațiile alimentare utilizând componente precum fosfolipide (Cockburn și colab., 2017).   Tipuri de nanomateriale   Noile funcții asociate cu nanomaterialele, depind de tipul materialelor și dimensiunile acestora (FSAI, 2018). Exemple de nanomateriale care pot fi fabricate în structuri uni, duble și tridimensionale sunt peliculele subțiri, nanotuburile și, respectiv, nanoparticulele. Nu este ușor de clasificat nanomaterialele, din cauza structurilor complexe și a proprietăților diverse.   În plus, acele structuri care sunt produse în mod deliberat la scara nanometrului și care posedă proprietăți noi, sunt considerate nanomateriale, spre deosebire de acele structuri care pot fi prezente în mod natural (de exemplu, molecule de zahăr, grăsimi) sau rezultate din metode convenționale (de exemplu, nanoparticule proteice din brânză ricotta) (HOL, 2018).   Nanocapsulele   Majoritatea ingredientelor menite să servească funcții speciale în alimente nu sunt încorporate în forma lor originală, fiind necesară modificarea acestor materiale înainte de utilizarea cu sisteme de livrare adecvate (Weiss și colab., 2016). De exemplu, mulți compuși bioactivi sunt sensibili la temperatură, oxidare și lipsa solubilității în apă, alături de preferința pentru intrarea în fluxul sanguin, prin absorbție (Shimoni, 2018). Prin urmare, un sistem de administrare trebuie să transporte ingredientul funcțional la țintă, protejându-l simultan de degradarea oxidativă (Weiss și colab., 2016).   Mai mult, eliberarea ingredientelor funcționale poate fi reglată de rezistența ionilor, precum și de temperatura și pH-ul înconjurător. De asemenea, este important ca ingredientele să fie compatibile cu aspectele calitative ale alimentelor, cum ar fi culoarea, textura, gustul etc. Deși există mai multe sisteme de administrare, doar câteva sisteme (de exemplu, coloizi de asociere, nanoparticule biopolimerice și nanoemulsii), sunt susceptibile să au un impact larg asupra producției de produse alimentare (Weiss și colab., 2016).   Coloizii de asociere sunt un sistem stabil, cu nanoparticule bine dispersate în produs. Miceliile sunt exemple bune ale acestui tip de sistem coloidal. În sistemul coloidal, noile proprietăți ale particulelor (5 până la 100 nm), pot fi furnizate prin utilizarea de materiale care pot fi polare, nonpolare și amfifile, îmbunătățind astfel durata de valabilitate a alimentelor, oferind și alte beneficii (Flanagan și Singh, 2016). Yusop și colab. (2012), a aplicat miceliile pe fileurile de piept de pui, în care utilizarea paporei oleorezină din nanoparticule, ca ingredient, părea să îmbunătățească efectele marinării și calitățile senzoriale ale fileurilor.   Biopolimerii   Biopolimerii la scară nanometrică pot fi, de asemenea, utilizați pentru a îmbunătăți durata de valabilitate a alimentelor. Un exemplu de biopolimer sintetic de calitate alimentară este acidul polilactic (PLA), care este utilizat ca sistem de livrare (Weiss și colab., 2016). Eliberarea reglementată a ingredientelor funcționale poate fi obținută și prin utilizarea altor biopolimeri sintetici, cum ar fi acidul polilactic-co-glicolic (PLGA) și polietilenglicol (Gupta și Gupta, 2005). Activitatea antimicrobiană a fost îmbunătățită, atunci când nanoparticulele PLGA au fost utilizate ca sistem de eliberare a compușilor fenolici la puiul fiert și crud.   Inhibarea microorganismelor patogene, precum Salmonella Typhimurium, Escherichia coli O157 H7 și Listeria monocytogenes s-au găsit la concentrații foarte mici de acizi fenolici (de exemplu, acizi benzoici și vanilici), atunci când sunt ambalate în nanoparticule de acid glicolic polilactic (Ravichandran et al., 2011). Pe de altă parte, o alternativă naturală pentru biopolimerul sintetic, chitosanul, poate fi folosită și în încapsularea compușilor funcționali (Weiss și colab., 2006).   Abdou și colab. (2012) a investigat efectele nanoparticelor antimicrobiene de chitosan, asupra creșterii microorganismelor, la produsele din pește și a constatat că produsele cu înveliș comestibil cu chitosan au prezentat o scădere a numărului de bacterii, în comparație cu bucățile de pește neacoperite și cu cele cu acoperire comercială, ceea ce sugerează un potențial în prelungirea duratei de valabilitate. Studiul proprietăților reologice a relevat că acoperirile sunt de natură pseudoplastică, pentru toate concentrațiile diferite de chitosan (Abdou și colab., 2012). Nanoemulsiile funcționale   Compușii funcționali pot fi incluși într-o picătură sau în orice altă fază de nanoemulsii, cum ar fi fazele continue și interfațiale. Aceste sisteme pot asigura un vehicul pentru mai mult de un material, cu activități precum funcțiile antimicrobiene și antioxidante (Weiss și colab., 2016). Un exemplu de nanoemulsie este cea cu mai multe straturi nanostructurate, în care eliberarea ingredientelor active depinde de stimulul extern (McClements și Rao, 2011). Cu toate acestea, includerea emulsiilor în sistemele de carne rămâne o provocare, după cum a raportat Salminen și colab. (2013).   Incorporarea unei emulsii stabile de ulei în apă (O/W), în cârnații de porc, a fost observată pentru a determina o creștere a oxidării. Într-un studiu realizat de Joe și colab. (2017), la prelucrarea produselor de macrou a fost utilizată o nanoemulsie fabricată cu ulei de floarea soarelui. Aceștia au raportat o scădere a creșterii microbiene inițiale, de până la 12 ore, cu excepția controlului, și o creștere a duratei de valabilitate de 48 de ore, determinată organoleptic, indicând utilizarea potențială a acesteia în depozitarea pe termen scurt a produselor din pește.   X X X   Nanoemulsiile și miceliile sunt două exemple de sistem de livrare care sunt rentabile și ușor de produs (Chaudhry și colab., 2018). În afară de compatibilitate și costuri, mai multe alte dezavantaje și avantaje sunt asociate cu fiecare tip de sistem de livrare, pentru încapsularea și reglarea eliberării compușilor funcționali (Weiss și colab., 2016). Deși unele studii au demonstrat metode îmbunătățite de încapsulare, este esențial să se investigheze eficacitatea funcțională a emulsiei de ulei în apă, într-o matrice alimentară complexă, cum ar fi în produsele din carne.