Übertragung von COVID-19 durch Lebensmittel und Lebensmittelverpackungen

Zusammenfassung

Die Corona-Pandemie wirkt sich neben der menschlichen Gesundheit und dem Wohlstand auch auf den Lebensmittelsektor aus. Es wird ein kontinuierlicher und enormer Anstieg der COVID-19-Infektionen auf globaler Ebene für Lebensmittelarbeiter gemeldet. Obwohl es keinen Bericht über die Verbreitung des Virus durch den Verzehr von Lebensmitteln gibt, wurden verschiedene Magen-Darm-Symptome gemeldet, sodass der Fund von SARS-CoV-2 in Lebensmitteln oder Lebensmittelverpackungen Bedenken hinsichtlich der Lebensmittelsicherheit aufwerfen kann. Es gibt eine Vielzahl physikalischer Faktoren und antiviraler Lebensmittelbestandteile, die die Übertragung von SARS-CoV-2 beeinflussen. Die Übertragung von COVID-19 wird auch durch die Lebensmittelverpackung beeinflusst. Gegenwärtig wurden umfangreiche Forschungsarbeiten zu antimikrobiellen Lebensmittelverpackungen durchgeführt, aber es gibt immer noch einen Mangel an der Entwicklung antiviraler Lebensmittelverpackungen. In diesem Sinne ist der Beitrag der Nanotechnologien und Nanomaterialien (Nanopartikel und Nanokomposite) zur Erforschung antiviraler Lebensmittelverpackungen zweifellos und vielversprechend, da sie zur Verbesserung der Lebensmittelqualität, -sicherheit und -nachhaltigkeit beitragen.

Schlüsselwörter/Phrasen: Lebensmittel-vermittelte Corona-Virus-Übertragung, Lebensmittel-Nanoverpackung, antivirale Aktivität von Nanopartikeln

1. Einleitung

Die Corona-Pandemie wirkt sich neben der menschlichen Gesundheit und dem Wohlstand auch auf den Lebensmittelsektor aus [11]. Es wird ein kontinuierlicher und enormer Anstieg der COVID-19-Infektionen auf globaler Ebene für Lebensmittelarbeiter gemeldet. Aufgrund der schnellen Ausbreitung der Infektion wurden verschiedene Mythen über die Übertragung des Virus beim Verzehr von Fleisch- und Geflügelprodukten verbreitet. Wie eine in arabischen Ländern durchgeführte Umfrage gezeigt hat, ist SARS-CoV-2 der Mehrheit der Menschen nicht bekannt; Sie machen sich auch keine Gedanken über die lebensmittelbedingte Übertragung. Dies deutet darauf hin, dass die lokalen Behörden und Regierungsstellen die falschen Gerüchte über Lebensmittel und ihre Sicherheit kontrollieren müssen [28].

Daher gibt es bisher keinen Bericht über die Verbreitung des Virus durch den Verzehr von Lebensmitteln. Es wurde jedoch über verschiedene gastrointestinale Symptome wie Übelkeit, Erbrechen und Durchfall berichtet [75]. Daher kann der Fund von SARS-CoV-2 in Lebensmitteln oder Lebensmittelverpackungen Bedenken hinsichtlich der Lebensmittelsicherheit aufwerfen, weist jedoch nicht auf ein Risiko für die öffentliche Gesundheit hin. Es ist kein Grund, den Lebensmittelhandel einzuschränken oder einen Lebensmittelrückruf einzuleiten, aber die Integration von Lebensmittelsicherheit und Nachhaltigkeit in eine Lebensmittelkette muss als wichtiger Bestandteil der Ansätze zur Bekämpfung möglicher zukünftiger Pandemien betrachtet werden.

2. Vorhergesagte Übertragungswege des Corona-Virus durch Lebensmittel

Viren sind interzelluläre Parasiten, die eine lebende Wirtszelle benötigen, um die Replikation ihres Genoms durch eine Wirtszelle sicherzustellen. Diese Besonderheit der Viren erlaubt ihre Kultivierung in einer Umgebung ohne lebende Zelle nicht.

Im Allgemeinen ist die Virusdiagnose aufgrund der Verfügbarkeit begrenzter Diagnose- und Analysewerkzeuge für den Virusnachweis schwierig [74]. Es ist bekannt, dass Norovirus (Gastroenteritis), Hepatovirus A (Hepatitis A) und Orthoreovirus A (Hepatitis E) die typischen lebensmittelbedingten Viren sind, die über verschiedene Wege wie kontaminiertes Wasser, oral-fäkale Route, Infektion auf Lebensmittel übertragen werden können Lebensmittelhändler (Abb. 1).

Abbildung 1. Die typischen lebensmittelbedingten Viren, die von der Nahrungskette übertragen werden.

Bei früheren Ausbrüchen wie SARS und MERS wurde nicht festgestellt, dass sie durch Lebensmittel übertragen werden. Insofern gibt es keine eindeutigen Erkenntnisse dafür, dass SARS-CoV-2 auch über einen solchen Mechanismus übertragen wird. Während die Übertragung von SARS-CoV-2 durch Lebensmittel wissenschaftlich nicht belegt ist, darf diese Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden, da SARS-CoV-2 mit Tierhandel und -konsum in Verbindung steht [11]. Anschließend können die gefrorenen frischen Lebensmittel als Quelle von SARS-CoV-2, analog zu MERS und SARS COV-1, auch ein Medium zur Übertragung des Virus sein, da festgestellt wurde, dass es in gefrorenem Zustand infektiös bleibt bis zu 2 Jahren [33].
Der Übertragungsweg der Viren über Lebensmittel kann beim Umgang in Produktion, Verarbeitung, Verpackung und Transport erfolgen. Auch die Kreuzkontamination durch bereits infizierte Lebensmittelhändler ist einer der Hauptübertragungswege [72]. Es besteht auch die Gefahr der Verbreitung von COVID-19-Infektionen über Lebensmittelverpackungen durch infiziertes Betriebspersonal, für welche Fälle die Verbraucher von der EU-Kommission hervorgehoben wurden [25]. Abb. 2 beschreibt die verschiedenen möglichen Übertragungswege von COVID-19 über Lebensmittel.

Abbildung 2. Mögliche Übertragungswege von SARS COV-2 in der Lebensmittelproduktionskette.

2.1. Einfluss von Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und Säuregrad auf die Übertragung von SARS-CoV-2

Durch Lebensmittel übertragene Viren können durch extrinsische und intrinsische Faktoren des Lebensmittels und verschiedene chemische Ansätze sowie durch Technologien zur Lebensmittelverarbeitung deaktiviert werden. Faktoren, die das SARS-CoV-2-Virus beeinflussen, sind multidisziplinär. Daher ist es notwendig, die verschiedenen Umweltzustände, einschließlich Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und Säuregehalt, zu berücksichtigen, die die Vitalität, das Überleben und die Infektionsrate des Virus vorhersagen.
Es wird davon ausgegangen, dass die wichtigen äußeren Merkmale von Lebensmitteln wie Wasseraktivität, рН und Lagertemperaturen bei gebrochenem und tiefgefrorenem Lebensmittel kontrolliert und mikrobiologisch sicher bleiben. Die Wirkung dieser Faktoren hängt mit ihrer Fähigkeit zusammen, die mikrobielle Kontamination von Lebensmitteln zu hemmen. Bei Viren als Kontaminanten können einige dieser Kontrollpraktiken entfallen, da sich die virale Infektiosität stark von der der lebensmittelverderbenden oder krankheitserregenden Bakterien unterscheidet. Die Viren sind wie verschiedene bakterielle Krankheitserreger bei Kühl- und Gefrierlagerung vergleichsweise stabil. In der Literatur sind Daten für die Persistenz verschiedener Viren in verschiedenen Nahrungsmitteln nach verschiedenen Lagerungsschemata vorhanden. Beispielsweise wurde bei Spinat und Frühlingszwiebeln nach 6-monatiger Tiefkühllagerung keine Reduktion des murinen Norovirus (MNV) registriert; nach 28 Tagen Lagerung wurde bei Erdbeeren eine Abnahme von < 1,2 log 10 N gemessen. Es wurde festgestellt, dass SARS-CoV-2 bis zu 72 Stunden im Kühlschrank (4 ° C) und 2 Jahre im Tiefkühlschrank (-20 ° C) stabil ist. SARS-CoV wird für 15 Minuten bei einer Temperatur von 75 °C deaktiviert, während MERS bei 65 °C für 1 Minute inaktiviert werden kann. Ein für SARS-CoV-2 durchgeführter Thermostabilitätstest zeigte, dass es bei einer Mindesttemperatur von 70 °C für mindestens 5 Minuten inaktiviert wird. Diese Daten wiesen darauf hin, dass Standardtemperaturen zum Kochen ausreichen, um das Virus zu deaktivieren. Frische und gefrorene Lebensmittel können jedoch als Vehikel für die Virusübertragung verwendet werden. Für sie ist die strenge Einhaltung der Sicherheitsprotokolle und gründliches Händewaschen nach der Handhabung sehr wichtig. Die Wahrscheinlichkeit einer Virusübertragung durch Lebensmittel ist geringer, wenn der Versand mehrere Tage dauert. Wie die Lebensmittel wird Trinkwasser laut den Berichten der Environmental Protection Agency (ЕРА) und des Center for Disease Control (CDC) nicht als Übertragungsweg für SARS-CoV-2 behandelt. Denn die üblichen Wasseraufbereitungsverfahren reichen aus, um die Viren zu inaktivieren. Daher gilt die thermische Verarbeitung von Lebensmitteln als eine der am besten geeigneten Techniken zur Deaktivierung von lebensmittelbedingten Viren. Die Viren HAV, Hepatitis Å (HEV) und NoV sind für diese Behandlung ebenso anfällig wie die pathogenen Bakterien. Bei Pasteurisierungstemperaturen wurde gezeigt, dass MNV und HAV nach 1 Minute im Wasser mehr als 3,5 log 10 N bei 72 °C aufzeichnen. Auch MNV und TuV wurden nach 2-minütigem Erhitzen auf 70°С deaktiviert. Dampfblanchieren von Produkten wie Spinat für 1 Minute bei 80°C reduzierte die Infektiosität von MNV um mindestens 2,4 log 10 N. Ähnlich wurden auch FCV und HAV nach dem Blanchieren bei 95 ° C für 2,5 Minuten immens inaktiviert. Die strategische Kombination aus Ansäuerung (рН-Abnahme) von Lebensmitteln zusätzlich zur thermischen Behandlung wurde ebenfalls als sehr wirksam gegen die Inaktivierung von HAV beschrieben. Ungeachtet der minimalen Temperatur- und Zeitanforderungen für die Inaktivierung verschiedener Viren ist in den meisten Fällen eine mindestens 90-sekündige thermische Behandlung bei einer Mindesttemperatur von 90°C im Allgemeinen ausreichend, um enterische Viren zu inaktivieren, unabhängig von der Komplexität der Lebensmittelmatrix. Es wird allgemein angenommen, dass ein siedendes flüssiges Medium wie Wasser in der Lage ist, das Virus bei den meisten Enteroviren, einschließlich humanem NoV, humanem Rhinovirus (HRV), HEV und HAV, nach etwa 1 Minute für mehr als 4 log 10 N wirksam zu inaktivieren. Es wurde berichtet, dass das getrocknete Virus seine Infektiosität bei 22–25 ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40–50 % über 5 Tage beibehält. Bei höheren Temperaturen (38 o C) und relativer Luftfeuchtigkeit (> 95 %) verlieren sie schnell ihre Lebensfähigkeit (> 3 log 10 N).
Extrinsische Änderungen der рН-Werte, die während der Fermentation oder Ansäuerung der Kohlenhydratsubstrate und der Wasseraktivitätswerte von Lebensmitteln auftreten, beispielsweise durch Zugabe von gelösten Stoffen wie Zucker oder Salz oder deren Kombinationen, oder sogar Kopplung dieser Behandlungen mit der Dynamik der Lagerbedingungen, haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Infektiosität der Viren. MNV und TuV zum Beispiel tolerieren niedrige рН-Spiegel (рН 2) aufgrund von Milchsäuregärung. Obwohl berichtet wurde, dass die Fermentation in der Lage ist, Verbindungen herzustellen, die potenziell als Lebensmittelzusatzstoffe verwendet werden können, wodurch die antiviralen Eigenschaften stimuliert werden, müssen die zugrunde liegenden antiviralen Mechanismen noch vollständig verstanden werden.

2.2. Wirkung der Bestrahlung auf die Übertragung von SARS-CoV-2

Es wurde berichtet, dass ultraviolette (UV) Strahlung bei der Aktivierung einiger Viren wirksam ist. Seine Wirksamkeit gegen das SARS-CoV-2 wurde noch nicht getestet. Das SARS-Coronavirus war extrem anfällig für ultraviolette Strahlung. Es wurde als zusätzliche Sicherheitsstufe während des physikalischen Desinfektionsprozesses empfohlen. Vergleich der Wirksamkeit der Desinfektion: Manuelle chemische Methoden reduzierten die Kontamination um 36 % und eine Reduzierung von 96 bis 99,99 % durch UV-Bestrahlung aus dem PurpleSun® ЕЗОО-System UV-System wurde erreicht. Bei niedrigeren Viruskonzentrationen inaktivierten niedrige UVC-Strahlungsdosen (200 – 280 nm) das SARS-CoV-2 vollständig, und höhere Dosen deaktivierten insgesamt höhere Viruskonzentrationen.
Gammabestrahlung zwischen 3 000 und 15 000 rad hatte keinen Einfluss auf die Inaktivierung von SARS-CoV, was darauf hindeutet, dass der Bereich der Bestrahlungsdosis zu niedrig war, um das Virus zu beeinflussen. Während das Virus durch UVC (im Gegensatz zu UVA D, 320 – 400 nm) nach etwa 6 Minuten Exposition inaktiviert wurde. Dies impliziert, dass UVC-Strahlung mit niedriger Wellenlänge bei der Deaktivierung des Virus aus verdächtigen Lebensmittelprodukten wirksam sein könnte.

2.3. Antivirale Lebensmittelbestandteile und Lebensmittel-verpackungen

Lebensmittelbedingte Viren verursachen nachweislich die meisten lebensmittelbedingten Ausbrüche. Im Jahr 2010 gaben 15 % der lebensmittelbedingten Ausbrüche Viren als Erreger an [21], und diesen Berichten zufolge wurden humane Noroviren (HuNoVs) und das Hepatitis-A-Virus (HAV) im Zusammenhang mit Lebensmitteln als am besorgniserregendsten eingestuft Sicherheit. HEV wurde kürzlich als durch Lebensmittel übertragenes Virus identifiziert, das beim Verzehr eine zoonotische Übertragung von Schweinefleischprodukten auf den Menschen verursacht.
Natürliche bioaktive Verbindungen (Flavonoide, Polyphenole, Tannine, Catechine, Saponine, Polysaccharide, Proanthocyane, Proteine und Peptide) sind in Pflanzenextrakten aus Cranberry, Granatapfel, Heidelbeere, schwarzer Himbeere und Traubenkernen vorhanden und zeigten durch die Zerstörung ein großes Ausmaß an antiviraler Aktivität der viralen Struktur oder durch Verhinderung des Eindringens des Virus in den Wirtskörper [18]. Neben Pflanzenextrakten gibt es verschiedene ätherische Öle, Algenextrakte und Proteine, die als antiviral gelten. Es wurde auch festgestellt, dass verschiedene Algenprodukte wie Carrageenan, Navicular und Laminarin antivirale Aktivität aufweisen [3]. Eine erweiterte Liste solcher Naturstoffe ist in Tabelle 1 dargestellt.
Derzeit wird intensiv an antimikrobiellen Lebensmittelverpackungen geforscht, die darauf abzielen, die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern und die Lebensmittelsicherheit und -qualität zu erhalten. Antimikrobielle Verpackungen spielen eine wichtige Rolle bei der Hemmung des mikrobiellen Wachstums und dem Verderben von Lebensmitteln. Bei der Entwicklung antimikrobieller Lebensmittelverpackungen sollte für die Migration der antimikrobiellen Verbindungen ein direkter Kontakt des Verpackungsmaterials mit der Lebensmitteloberfläche bestehen.
Antivirale Lebensmittelverpackungsmaterialien wurden mit dem Ziel entwickelt, das humane enterische Virus zu kontrollieren. Daher ist es im Fall von antiviralen Lebensmittelverpackungen notwendig, das Vorhandensein des humanen enterischen Virus in Lebensmitteln zu inaktivieren, die durch rohe und verarbeitete Lebensmittelprodukte kontaminiert sind. Intrinsische Materialeigenschaften (die sich mit Polarität und chemischer Zusammensetzung befassen) sind verantwortlich für die Freisetzungseigenschaften der bioziden Verbindungen [29] und Verarbeitungsbedingungen für die Materialentwicklung, die sich direkt auf ihre mechanischen, thermischen und physikalischen Eigenschaften (Stabilität und Freisetzungseigenschaften) auswirken die antivirale Verbindung) sind die relevanten Faktoren, die bei der Entwicklung von antimikrobiellem Verpackungsmaterial berücksichtigt werden müssen [22]. Es gibt jedoch weniger Studien zu antiviralen Verbindungen in Biopolymeren aufgrund ihrer Nichtkompatibilität mit Polymerstrukturen und der schnellen Freisetzung oder Zersetzung antiviraler Wirkstoffe.
Martinez-Abad et al. [51] entwickelten einen 1%igen Silber-PLA-Film und es wurde festgestellt, dass er das feline Calicivirus (FCV) nach 6 Tagen Lagerung aus Salat eliminiert. Auch antivirale Verpackungsmaterialien wurden entwickelt, indem Pflanzenextrakte in die Biopolymere eingearbeitet wurden. Ein mehrschichtiges Verpackungsmaterial, das mit einer ultradünnen Nanostruktur aus Zimtaldehyd und Zein entwickelt wurde, die mit einer äußeren Schicht aus Polyhydroxybutyrat (PHB) bedeckt war, wirkte gegen Norovirus-Surrogate [27]. Einer der viel versprechenden Kandidaten ist Chitosan, da es hervorragende antimykotische, antimikrobielle und antioxidative Eigenschaften besitzt und vielseitig zur Herstellung von Beschichtungen oder Filmen geeignet ist. Es wurde beobachtet, dass Chitosanbeschichtungen oder -filme die durch Lebensmittel übertragenen Krankheitserreger durch Zugabe von ätherischen Ölen oder Propolis reduzierten [70].
Kürzlich wurde die Chitosan-Matrix in einer Studie zum Schutz von (–)-Epigallocatechingallat [35] mit antiviraler Aktivität gegen HAV und MNV verwendet. Obwohl nur wenige Verpackungsmaterialien mit antiviraler Aktivität entwickelt wurden, wurde festgestellt, dass viele von ihnen die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Lebensmittelprodukte verändern. Diese Änderung kann durch das Aufbringen von essbaren Filmen oder Beschichtungen kontrolliert werden. Es ist eine aufstrebende Technologie mit kontrollierter Freisetzung antimikrobieller Verbindungen durch den Einsatz verschiedener Techniken wie Nanotechnologie, Verkapselung und Immobilisierung von antimikrobiellen Wirkstoffen aus der Matrix [4, 34]. Die Entwicklung von bearbeitbaren Beschichtungen oder Filmen kann durch die Zugabe von antimikrobiellen Verbindungen in ihnen arrangiert werden, die die durch Lebensmittel verursachte Kontamination verringern können. Obwohl viele Literaturstücke für die Einarbeitung von antibakteriellen und antimykotischen Verbindungen in essbare Beschichtungen verfügbar sind, liegen keine Daten bezüglich antiviraler essbarer Beschichtungen oder Filme vor. Daher wird erwartet, dass die Forschung an antiviralen essbaren Beschichtungen eine große Zukunft hat. Zur Herstellung antiviraler essbarer Verpackungsmaterialien können Carvacrol, Grüntee-Extrakt und Traubenkernextrakt als natürliche antivirale Mittel verwendet werden. In ähnlicher Weise können viele natürliche Verbindungen wie Nelken und Oregano, die eine antivirale Aktivität gegen MNV, FCV aufweisen, in die Entwicklung von antiviralen Lebensmittelverpackungen einbezogen werden [23]. Viele Forscher sind fasziniert von den mikro- und nanoverkapselten empfindlichen antiviralen Verbindungen. Tatsächlich hilft es nicht nur, die Verbindungen zu stabilisieren, sondern verstärkt auch ihre Aktivität. Es wurde festgestellt, dass die Verkapselung die Stabilität von antimikrobiellen Verbindungen sogar bei Bestrahlung erhöht [34]. Es gibt jedoch nur begrenzte Daten über die Verkapselung antiviraler Verbindungen und ihre Anwendungen in der Lebensmittelindustrie.

Tabelle 1. Natürliche Quellen mit antiviraler Aktivität

Virus	Natürliche Quelle	Typ
-PIV 3 - Parainfluenzavirus Typ 3 -FIPV – Felines infektiöses Peritonitisvirus -VSV – Versicolor-Stomatitis-Virus -HSV – Herpes-simplex-Virus -FHV – Herdenhausvirus -PR8, H1N1 und H6N1 respiratory syncytial virus	Kurkuma longa (L.)	Rhizomextrakt u Kurkumin
-CHIKV – Chikungunya-Virus	Kalanchoe pinnata (L.) Pers.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-CHIKV – Chikungunya-Virus	Aristolochia tomentosa Sims	Vollständiger Pflanzenextrakt
-CHIKV – Chikungunya-Virus	Paris polyphylla Sm.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-Yellow-Fiver-Virus	Clerodendrum serratum (L.) Mond.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-Enterovirus 71	Terminalia chebula Retz.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-HRV 3 – Humanes Rhinovirus 3	Chamaecyparis obtuse (Siebold & Zucc.) Endl.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-HRV 3 – Humanes Rhinovirus 3	Chrysanthemum boreale (Makino)	Vollständiger Pflanzenextrakt
-HRV 3 – Humanes Rhinovirus 3	Cryptomeria japonica (L.f.) D.Don	Vollständiger Pflanzenextrakt
-HSV – Herpes-simplex-Virus	Swertia chirayita (Roxb. ex Fleming) H. Karst.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-VHSV – Virus der hämorrhagischen Septikämie	Olea europaea L.	Blattextrakt
-HIV – Humanes Immunschwächevirus	Salvia Rosmarinus Spenn.	Vollständiger Pflanzenextrakt
-FCV – Felines Calicivirus	Camellia sinensis (grüner Tee)	Vollständiger Pflanzenextrakt
HSV-1 – Herpes-simplex-Virus Typ 1	Eukalyptus obliqua L'Hér. 1789
-HSV-1 – Herpes-simplex-Virus Typ 1	Melaleuca alternifolia	Essentielle Öle
-HSV-1 – Herpes-simplex-Virus Typ 1	Thymus sp.	Essentielle Öle
-Grippeviren	Origanum acutidens. (Hand.-Mazz.) Ietsw.	Essentielle Öle
	Artemisia obtusiloba var. glabra	Essentielle Öle
	Houttuynia cordata Thunb.	Essentielle Öle
	Salvia sclarea L.	Essentielle Öle
	Cynanchum stauntonii (Decne.) Schltr. ex H.Lév.	Zimtaldehyd
-Coronavirus	Nigella sativa L.	Essentielle Öle
	Anthemis hyalina DC.	Essentielle Öle
	Citrus × sinensis (L.)	Essentielle Öle

Quelle: Jyoti and Bhaswati (2021) [45]

Die aus der COVID-19-Pandemie gewonnenen Erkenntnisse trugen dazu bei, einige wertvolle Empfehlungen für zukünftige Ausbrüche abzugeben. Es besteht Bedarf an einer plattformübergreifenden Strategie, um die Ausbreitung des Virus entlang der Lebensmittelkette einzudämmen. Daran können internationale und Regierungsbehörden, die Lebensmittelindustrie, Einzelhändler, Lebensmittelhändler und Verbraucher beteiligt sein. Der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) zur Überwachung und Rückverfolgung einer Exposition gegenüber SARS-CoV-2 wird empfohlen, insbesondere in der Industrie, die mit Frischprodukten wie Fleisch und Gemüse zu tun hat.

3. Auswirkungen von COVID-19 auf Lebensmittelverpackungen

3.1. Lebensmittelverpackung

Lebensmittelverpackungen sind per Definition die Art und Weise, wie Lebensmittel für den Transport, den Vertrieb und den Einzelhandel so vorbereitet werden, dass ihre sichere Lieferung an den Verbraucher gewährleistet ist [64]. Die Verpackungssysteme sind hinsichtlich ihrer Funktionen und Verpackungsebenen in drei eindeutige Gruppen eingeteilt. Diese sind wie folgt [60].

• Primärverpackung: Dies ist die erste Verpackungsebene. Sie umfasst die Verpackungsschicht, die in direktem Kontakt mit den verpackten Lebensmitteln steht;
• Sekundärverpackung: Bei dieser Verpackung handelt es sich um eine Reihe von Primärverpackungen, die dazu dienen, diese vor Transport- und Lagerschäden zu schützen. Diese Verpackungsgruppe ist so gestaltet, dass eine kundenfreundliche Ansicht der Verpackung gewährleistet ist, da die zweite Verpackung in den Verkaufsregalen präsentiert wird.
• Tertiärverpackung: Diese Verpackung erfüllt die Rolle eines Vertriebsträgers, der mehrere Primär- und Sekundärverpackungen enthält.

Die Zwecke der Lebensmittelverpackung sind multifunktional. Seine Hauptrollen beziehen sich auf [71]:

• Schutz und Aufrechterhaltung der Lebensmittelsicherheit vor physikalischer, chemischer und biologischer Verschlechterung;
• Um die Qualität von Lebensmitteln zu erhalten, indem ihre Haltbarkeit verlängert wird;
• Um die Sicherheit von Lebensmittelprodukten zu gewährleisten, indem das Risiko von Störungen und Kontaminationen verringert wird;
• Um als bequemes Eindämmungs-, Schutz- und/oder Konservierungsgerät zu dienen, das zwischen Herstellern, Einzelhändlern und Verbrauchern leicht kommuniziert werden kann;
• Um die Entsorgung fester Siedlungsabfälle zu reduzieren, dh um die Kosten der Lebensmittelprodukte zu reduzieren, indem die Effizienz der Massenverteilung gefördert wird, wodurch die Produktion in großem Maßstab erleichtert wird.

Neben diesen wichtigen Vorteilen müssen auch einige Nachteile berücksichtigt werden. Sie beziehen sich hauptsächlich auf nicht biologisch abbaubare Lebensmittelverpackungen. Dies wirft Umweltbedenken auf, da nicht biologisch abbaubare Lebensmittelverpackungen zu Veränderungen im Kohlendioxidkreislauf beitragen, Kompostierungsprobleme aufwerfen und die Schadstoffemissionen erhöhen [26].

All diese negativen Umweltauswirkungen stehen in direktem Zusammenhang mit den Gesundheitsbedenken der Verbraucher, und viele Forschungsstudien konzentrieren sich derzeit auf die Entwicklung biologisch abbaubarer Verpackungen. Da sie erneuerbar und umweltfreundlich sind, werden biologisch abbaubare Polymere zunehmend zur bevorzugten Wahl der Verpackungsindustrie. So werden heute die natürlichen Biopolymerquellen wie Stärke und Chitin (Polysaccharide), Wachse und Paraffine (Lipide), Kollagen und Gelatine (Proteine) oder deren Mischungen umfassend erforscht [38, 73]. Unter ihnen ist das Potenzial der Proteine für Verpackungszwecke aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften, Folien mit guten Barriere- und mechanischen Eigenschaften zu bilden, am größten [77].

3.2. Lebensmittelverpackung und Übertragung von COVID-19

Das Verständnis der Übertragung von COVID 19 durch Lebensmittelverpackungen basiert auf den Good Manufacturing Practices (GMPs) in Bezug auf SARS-CoV-2, um Kreuzkontamination und Übertragung zu vermeiden. Obwohl es keinen Bericht über die Übertragung von COVID-19 durch Lebensmittel und Lebensmittelverpackungen gibt, bleibt die Bedeutung der Einhaltung guter Herstellungspraktiken (GMPs) zur Vermeidung der Kreuzkontamination und Übertragung von SARS-COV-2 nach wie vor bestehen. Eine Person kann sich infizieren, wenn sie eine Oberfläche oder einen Gegenstand berührt, einschließlich Lebensmittelverpackungen. Einem Bericht zufolge ist die Persistenz des Coronavirus auf Kunststoff (72 Stunden) und Stahl (48 Stunden) länger als auf der Kartonoberfläche (24 Stunden). Die Persistenz auf der Oberfläche von Kupfer (4 Stunden) ist möglicherweise aufgrund seiner antimikrobiellen Wirkung kürzer [6].
Während dieser Pandemie soll das Mehrwegsystem laut dem Bericht des Food Packaging Forum viel sicherer sein als das Einwegverpackungssystem; es wirkt sich jedoch auf das Ziel eines Zero-a-Waste-Lebensstils aus. Tatsächlich lässt sich die Handhabung der Einwegverpackungen nicht nachvollziehen; Gleichzeitig können Mehrwegverpackungen mit Seife und heißem Wasser gewaschen und somit wiederverwendet werden.
Umsetzung der Abriegelung und die Umsetzung strenger staatlicher Vorschriften führten zur Schließung von Dine-in-Restaurants. Obwohl Lebensmittellieferketten betrieben wurden, vermieden es die Verbraucher, sie ebenfalls zu besuchen. was sich wiederum negativ auf die Lebensmittelverpackungsindustrie auswirkte [10]. Laut einer Umfrage in den USA zur Wahrnehmung von COVID-19-Risiken in Bezug auf Lebensmittelverpackungen und in Restaurants gelieferte Lebensmittel waren mehr als 50 % der Verbraucher mäßig besorgt über die Lebensmittelverpackungen in Dine-in-Restaurants, und etwa 23 % der Verbraucherbevölkerung wurden festgestellt sich ernsthaft Sorgen um die Verpackung von Lebensmitteln in Restaurants zu machen [10]. Laut einer in Chinas Fünf-Sterne-Hotels durchgeführten Studie über die Umstellung von Offline- auf Online-Lebensmittelliefersysteme als Reaktion auf eine Pandemie waren die Menschen besorgt über die Qualität der Verpackung und der Servicebereitstellung im Vergleich zu beispielsweise dem Geschmack, der Frische und der Glaubwürdigkeit der Marke . Etwa 900 Milliarden US-Dollar pro Jahr der Lebensmittelverpackungsindustrie stehen weltweit an vorderster Front, wo die Corona-Pandemie den stärksten Rückgang des Marktes für umweltfreundliche Lebensmittelverpackungen zeigte. Laut einem jüdischen Marktbericht vom 17. Juli 2020 wurde der globale Markt für umweltfreundliche Lebensmittelverpackungen im Jahr 2018 auf 163,5 Milliarden US-Dollar geschätzt, was bis 2026 einen Umsatz von 248,7 US-Dollar erwarten ließ, aber aufgrund des aktuellen Szenarios nur 159,8 Milliarden US-Dollar erreichte. Marktanalysten haben erwartet, dass sich der Markt von den Verlusten erholen und bis zum dritten oder letzten Quartal des Jahres 2022 deutlich wachsen wird.

4. Nanotechnologie für Sicherheit Lebensmittelverpackung

Der Fortschritt der Nanotechnologie hat zu verschiedenen Aspekten der Lebensmittelwissenschaft und -industrie beigetragen. Eine seiner Hauptanwendungen ist die Herstellung von Lebensmittelverpackungen mit verbesserten physikalischen Eigenschaften und erhöhter Sicherheit. Diese Anwendungen bieten neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz von Lebensmittelverpackungen. So werden in Lebensmittelverpackungssysteme eingebettete Nanostrukturen verwendet, um sie in intelligente Verpackungen umzuwandeln, da sie chemische, biochemische und mikrobiologische Veränderungen erkennen und neutralisieren und die Verbraucher für diese Probleme sensibilisieren können [69].

Die Weltwirtschaft wird stark von der Verpackungsindustrie beeinflusst. In den USA werden etwa 55–65% von 130 Milliarden US-Dollar in Lebensmittel- und Getränkeverpackungen investiert [9]. In letzter Zeit hat die Verwendung von funktionsfähigen und intelligenten Verpackungssystemen für Lebensmittel auf der Basis von Fleischprodukten, die leicht kontaminiert werden können, einen bemerkenswerten Marktzuwachs erfahren. Die Verpackung von Fleischprodukten zielte darauf ab, Fehler zu unterdrücken, die Kontamination zu umgehen, die Delikatesse zu erhöhen, indem sie die enzymatische Aktivität ermöglicht, den Gewichtsverlust zu verringern und die spezifische „kirschrote“ Farbe des roten Fleisches beizubehalten [36].

4.1. Verwendung von Nanomaterialien in Lebensmittelverpackungen

Die Verwendung von Nanomaterialien verbessert die Verpackungsflexibilität und die Gasbarriereeigenschaften – zwei der wichtigsten Eigenschaften des Prozesses. Die innovativen Nanoverpackungen besitzen zusätzliche exklusive Eigenschaften, zB die Fähigkeit, Mikroorganismen, die in den Lebensmittelinhaltsstoffen vorhanden sind, zu zerstören [41, 42]. Nanomaterialien, die in Verpackungsmaterialien verwendet werden, ermöglichen die Existenz von Lebensmitteln über längere Zeiträume, ohne dass es zu schädlichen Veränderungen der inhärenten Eigenschaften der Produkte kommt [58].

Ein Überblick über die Anwendungen von Nanomaterialien in der Lebensmittelindustrie zeigt, dass in Bezug auf Lebensmittelverpackungen elektrochemische Nanosensoren, Nanofilme, fluoreszierende Partikel und antimikrobielle Mittel am meisten genutzt werden.

In Lebensmittelverpackungen finden verschiedene Arten von Nanomaterialien Anwendung. Unter den Rippenfellen sind die Nanomaterialien, Nanopartikel und Nanokomposite diejenigen, die einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Lebensmittelqualität und -sicherheit leisten. Beide besitzen ein niedriges Molekulargewicht, mechanische Festigkeit und eine hohe Barrierekapazität gegenüber O2, CO2, Feuchtigkeit, UV-Strahlung und flüchtigen Stoffen.

4.1.1. N Anopartikel

Nanopartikel (Fe, Ag, MgO, ZnO, TiO, SiO2) werden aufgrund ihrer Fähigkeit zur Einkapselung in Wirkstoffe erzeugt und in der Industrie eingesetzt; Letzteres besitzt eine verbesserte Funktionalität, Stabilität und Bioverfügbarkeit [2]. Die Nanopartikel, die in Verpackungsmaterialien für Lebensmittel eingearbeitet werden, sorgen für eine längere Haltbarkeit dieser Produkte und deren verbesserte Qualität [16]. Diese Nanopartikel haben eine antimikrobielle Wirkung, weshalb sie die Aufmerksamkeit sowohl der Forschung und Entwicklung als auch der Wirtschaft für praktische Anwendungen auf sich gezogen haben. So wurden Metall-Nanopartikel, insbesondere die Ag-Partikel, aufgrund ihrer antimikrobiellen Eigenschaften über ein aktives System in Polymerbeschichtungen (Folien) eingearbeitet (su) [30]. Ag-Nanopartikel werden seit langem für Materialverpackungen verwendet. Es ist bekannt, dass mit Ag-Nanopartikeln bedeckte Substanzen vor Kontamination bewahrt werden. Bei Lebensmittelverpackungen konzentrierten sich viele Forscher auf Ag-Nanopartikel. Allerdings sind nur wenige Verfahren zur Applikation von Ag-Nanopartikeln von der European Food Safety Agency (EFSA) als recyclingfähig zertifiziert [20]. Verschiedene chemische Modifikationen und Abscheidungstechniken wurden eingeführt, um die Anhaftung von Ag-Nanopartikeln an der Oberfläche von Kunststoffmaterialien zu verbessern, die dazu beitragen, die Freisetzung der Metallionen und ihre Anreicherung in den verpackten Lebensmitteln zu verlangsamen [7].

Die Verwendung von Silikat-Nanopartikeln in Lebensmittelverpackungen wirkt als Hürde für Gase oder Feuchtigkeit und reduziert auf diese Weise das Verderben und Austrocknen von Lebensmitteln erheblich.

Die Anwendung einer großen Anzahl von Nanopartikeln in der Lebensmittelindustrie zeichnet sich durch eine erhebliche antimikrobielle Kraft aus. Sie können auch als Träger von antimikrobiellen Polypeptiden fungieren und einen Schutz vor mikrobieller Lebensmittelschädigung gewährleisten. Beispielsweise wird ein Verpackungsmaterial durch eine Beschichtung von Stärkekolloiden mit einem antimikrobiellen Mittel hergestellt, das als Hürde für Mikroben wirkt, indem es die Freisetzung antimikrobieller Mittel aus dem verpackten Material kontrolliert [46].

Nanopartikel werden als Vehikel für verschiedene Substanzen eingesetzt: Enzyme, Antioxidantien, Antibräunungsmittel, Aromen und andere bioaktive Materialien mit dem Ziel, ihre Haltbarkeit auch nach dem Öffnen der Verpackung zu verbessern [23, 24]. Die durch TiO2-Nanopartikel gebildete reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zerstört die pathogenen Mikroben und macht sie somit zu einem wirksamen antimikrobiellen Mittel.

Die oben genannten anorganischen Nanopartikel (Eisen-, Silber-, Zink-, Kohlenstoff-, Magnesium-, Titan- und Siliziumdioxid) werden nicht nur als antimikrobielle Wirkstoffe, sondern in einigen Fällen auch als Lebensmittelzutaten eingesetzt [61].

Nanopartikel werden auch zum Verpacken von Lebensmitteln verwendet, um die Penetrationsfähigkeit verschiedener Verpackungsfolien zu modifizieren, ihre mechanischen Eigenschaften, ihre Hitzebeständigkeit und biochemische und mikrobielle Hinderniswirkung zu erhöhen [59].

4.1.2. Nanokomposite

Die Nanokomposite sind im Vergleich zu ihren makroskaligen Gegenstücken mit der Zeit reaktive natürliche Komponenten, eine Eigenschaft, die mit dem hohen Oberfläche/Volumen-Verhältnis zusammenhängt [49]. Für Verpackungs- und Beschichtungszwecke werden verschiedene Nanokomposite (Fe-Cr/Al2O3, Ni/Al2O3, ZnO, SiO2) verwendet [17, 58]. Darunter werden SiO2-Ton und Nanoplättchen, Kohlenstoff-Nanoröhren, Stärke-Nanokristalle, Graphem, Chitin- oder Chitosan-Nanopartikel, auf Zellulose basierende Nanofasern und andere anorganische Nanoverbundstoffe verwendet. Im Allgemeinen werden sie in eine Polymermatrix gefüllt, und auf diese Weise wird die Matrix leichter und feuerfester mit besseren thermischen Eigenschaften und geringer Gasdurchlässigkeit [32]. Das Einbringen von aktiven Nanopartikeln in die Polymermatrizen erhöht die Vervollständigung des Lebensmittelverpackungsmaterials und bietet funktionelle Möglichkeiten wie Antioxidationsmittel, antimikrobielles Mittel und Abfangen, was zu einer längeren Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel führt [43].

Nanopartikel (< 100 nm) können in verschiedene Kunststoffe eingebunden werden, um zu Polymer-Nanokomposite mit verbesserten Eigenschaften zu führen. Beispielsweise enthalten die sogenannten thermoplastischen Polymere 2–8 % Ladungsträger im Nanomaßstab, wie Kohlenstoff-Nanopartikel, Nanoclays, Polymerharze und Metalle und Oxide im Nanomaßstab.

Das Silber im Silberzeolith ist aufgrund der ROS-Produktion für die antimikrobielle Aktivität zugänglich. Silberzeolithbeschichtete Keramiken werden in der Lebensmittelkonservierung, Materialdekontamination sowie der Desinfektion von Medizinprodukten eingesetzt. Die erweiterte antimikrobielle Aktivität von Nanokompositen auf Silberbasis ist einzigartig für Silberzeolith [8].

Die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhrchen bewirkt die Entfernung von CO 2 oder unangenehmen Aromen. Der Nanoclay in den Nanokompositen (Bentonit), der bei der Herstellung von Flaschen und anderen Verpackungsmaterialien für Lebensmittel verwendet wird, erhöht die Gasbarriereeigenschaften erheblich. Auf diese Weise verhindert es die Diffusion von Sauerstoff und Feuchtigkeit, die Destabilisierung von Getränken und den Verderb von Lebensmitteln. Die von Nanocor (Arlington Heights, USA) vorgeschlagene Verwendung von Nanokristallen, die in Bierflaschen aus Nanokomposit-Plastik eingeschlossen sind, verringert den Verlust von CO2 und das Einströmen von O2 in die Bierflaschen, wie die natürlichen Biopolymer-basierten Nanokomposite [53].

Es wurde festgestellt, dass der Einschluss von Ton-Nanopartikeln in das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und das Polymilchsäure (PLA)-Biopolymer das Sauerstofftor verfeinert und die Haltbarkeit von Lebensmittelmaterialien verbessert [5]. Die modifizierten Nanoclays, die in eine Polymermatrix eingeschlossen sind, sorgen für mechanische Festigkeit und dienen als Barriere gegen Gase, flüchtige Stoffe und Feuchtigkeit. Außerdem zeigte das PLA-Bionanokomposit, das durch den Einschluss von Nanofüllstoffen in das biologisch abbaubare Polymer PLA erhalten wurde, einen schnelleren biologischen Abbau als sein Gegenstück PLA ohne Nanofüllstoffe [44].

Die mechanischen, thermischen und Barriereeigenschaften des Verpackungsmaterials wurden durch das Aufladen von Polymer-Ton-Nanokompositen erheblich verbessert [56]. Hemmung der Oxidation, Abstimmung der Feuchtigkeitsmigration, Atmungsrate, mikrobielles Wachstum, flüchtiger Geschmack und Aromen werden durch den Einsatz von Nanotechnologie in der Verpackungsindustrie erheblich beeinflusst [13]. Solche Abtötungsaktivitäten gegenüber pathogenen Mikroorganismen wurden auch auf den Chitosan-basierten Nanokompositfilmen, insbesondere Ag-haltigen Nanokompositen, begründet [48]. Ätherisches Öl aus Knoblauch, versteift mit PEG-beschichteten Nanopartikeln, kann zur Begrenzung von Vorratsschädlingen eingesetzt werden [15].

Die verlängerte Haltbarkeit der Lebensmittelprodukte wurde effizient durch die Verwendung von Phytoglycogen-Octenyl-Nanopartikeln erreicht, die in Ɛ-Polylysin eingebaut sind.

Kohlenstoffbasierte Graphen-Nanoplättchen sind hitzebeständig und haben potenzielle Anwendungen bei der Verpackung von Lebensmitteln in der Lebensmittelindustrie [76].

Eine Sauerstoffreduzierung des Verpackungsmaterials wird durch das Auftragen von wasserbasierten Nanokompositen erreicht, die durch 1–2-µm-Nanobeschichtungen auf der Oberfläche gebildet werden. Weitere Nanopräparate sind die in der Lebensmittelverpackung verwendeten Nanoemulsionen sowie die Desinfektion von Lebensmittelverpackungsgeräten. Auf Nanomicellen basierende Produkte, einschließlich Glycerin, beschränken Pestizidrückstände in Obst und Gemüse sowie Öl/Schmutz von Besteck. Die Ergänzung von Getränken mit nanoemulgierten Bioaktivstoffen und Aromen darf das Aussehen der Produkte nicht verändern [67, 37]. Verschiedene Lebensmittelpathogene wie gramnegative Bakterien müssen von den Nanoemulsionen stark bezaubert werden.

Für alltägliche Anwendungen gilt Zinkoxid als sicheres Material, das von der FDA zertifiziert ist und als Lebensmittelzusatzstoff gilt [50]. Diese Nanopartikel werden in Polymermatrizen eingearbeitet, um Nanokomposite mit guten Eigenschaften wie antimikrobieller Aktivität und verbesserten Verpackungseigenschaften bereitzustellen [52].

Nanokomposite werden auch in der Verpackung von Lebensmitteln verwendet. Sie besitzen spezifische Eigenschaften, um thermischen Belastungen während der Lebensmittelverarbeitung sowie dem Transport und der Lagerung von Lebensmittelprodukten zu widerstehen. Beispielsweise werden Nanokomposite in Bierflaschen verwendet und verlängern deren Haltbarkeit um bis zu 6 Monate.

4.2. Ansätze für Lebensmittel-Nanoverpackungen

Die Implementierung von Nanotechnologien in der Lebensmittelproduktion führt zu intelligenten Verpackungsansätzen und -systemen, die die sogenannten aktiven und intelligenten Verpackungen darstellen. Beide Systeme sehen vor die Verbesserung der Lebensmittelqualität von der Produktion bis zum Verzehr durch Anwendung von Nanopartikeln/Nanokompositen zur Gewährleistung von Lebensmittelschutz und -sicherheit (Abb. 3).

Abbildung 3. Verschiedene Ansätze für Lebensmittel-Nanoverpackungen.

4.2.1. Aktive Lebensmittelverpackungssysteme

Aktive Verpackungen gehören zu den innovativen Ansätzen für die Verpackung von Lebensmitteln. Sein Hauptmerkmal ist, dass sich der Status der verpackten Lebensmittel ändert, um die sensorische Qualität und die Sicherheit der Lebensmittelprodukte zu verbessern und somit ihre Haltbarkeit zu erhöhen [66]. Bioaktive Verpackungen wirken sich positiv auf die Gesundheit der Verbraucher aus, indem gesundheitsfördernde verpackte Lebensmittel hergestellt werden [1].

Die Systeme für aktive Verpackungen enthalten Wirkstoffe zur Feuchtigkeitsregulierung, Fänger von CO₂ und O₂, sowie Emitter und antimikrobielle Wirkstoffe.

Die aktiven Verpackungssysteme werden hauptsächlich zu Lagerzwecken verwendet [ 13 ]. Beispielsweise werden Kuvertsysteme für Verpackungen zur kurzzeitigen Kühllagerung eingesetzt. Die Modifizierte-Atmosphäre-Verpackungssysteme (MAP), Vakuumverpackungen, MAP-Systeme, die 100 % CO₂verwenden, und Bulk-Gas-Spülsysteme werden für die langfristige gekühlte Lagerung verwendet. Die kommerziell verwendeten Polymerfolien für Verpackungen sind inert und hydrophob und haben im Vergleich zu Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und Polypropylen (PP) eine geringere Oberflächenenergie. Um antimikrobielle Substanzen zum Stoppen des Lebensmittelverderbs aufzunehmen, werden Modifikationen der Verpackungsmaterialoberfläche mit funktionellen Eigenschaften und polaren Gruppen ausgenutzt [13].

Das Verpackungssystem mit modifizierter Atmosphäre (MAP) findet breite Anwendung und wird für die Verteilung, Lagerung und Erhaltung von Fleischprodukten bei niedrigen Temperaturen verwendet [14]. Die Lipidoxidation, Dehydratisierung, Verfärbung und Aromaverlust sind Faktoren, die mit dem möglichen Verderben von verarbeitetem Fleisch verbunden sind und berücksichtigt werden sollten, um die Haltbarkeit von Fleischprodukten zu verlängern und aufrechtzuerhalten. MAP fördert die Haltbarkeit und Qualität der Fleischprodukte durch Sättigung der Verpackungsumgebung der Fleischprodukte mit formulierten Gasmischungen. Üblicherweise werden in der MAP-Technologie nicht inerte Gase wie O2 und CO2 verwendet. Ihre Profile ändern sich in Abhängigkeit von Faktoren wie Produkttyp, Atmung, Verpackungsmaterialien, Packungsgröße, Lagerbedingungen und Verpackungsintegrität. Die gleichmäßige Verteilung von Ton-Nanopartikeln auf der transparenten Kunststofffolie des Chemieriesen Bayer (Leverkusen, Deutschland) verhindert, dass O2, CO2 und Feuchtigkeit an frisches Fleisch und andere Lebensmittel gelangen. Es gibt mehrere Patente zu Anwendungen von Nanomaterialien in Lebensmittelverpackungen, die in den USA, Europa und Asien eingereicht wurden, und die meisten von ihnen berichten über die Verwendung von Nanoclays und Nanosilber [40].

Ein weiteres Beispiel für aktive Lebensmittelverpackungssysteme ist die Verwendung von Allylisothiocyanat und Kohlenstoffnanoröhrchen, um die mikrobielle Kontamination und Farbveränderungen zu begrenzen, die Oxidation zu regulieren und die Lagerung von zerkleinertem, gekochtem Hühnerfleisch für 40 Tage zu unterstützen [19].

4.2.2. Smarte / Intelligente Lebensmittelverpackungssysteme

Die intelligente Verpackung enthält Nanosensoren, die mikrobielle sowie biochemische Veränderungen erkennen und Signale dafür liefern sollen [43]. Nanosensoren detektieren Mikroorganismen, toxische Substanzen und Kontaminanten, die in verschiedenen Lebensmitteln vorhanden sind, aufgrund ihrer hohen Auflösung und Detektionskapazität [39]. Die Anwendung von Nanosensoren zum Nachweis von Toxinen, Pestiziden und mikrobieller Kontamination in Lebensmittelprodukten bietet den Verbrauchern ein vielseitiges Alarmwerkzeug, um den Verderb oder die Kontamination von Lebensmitteln im Zusammenhang mit der Aromaproduktion und -färbung zu erkennen [31].

Verbesserungen der Sensorik in der intelligenten Verpackung von Lebensmittelmaterialien geben Aufschluss über die Qualität und Sicherheit sowie die Halbwertszeit von Materialien [62].

Nanopartikel werden bei der Herstellung von Nanosensoren verwendet, um Lebensmittelkontaminanten aufzudecken. Die für bestimmte Zwecke hergestellten Nanosensoren sind für die Lebensmittelanalyse, die Bestimmung von Aromen oder Farben, Trinkwasser und die klinische Diagnose erforderlich [24]. Die Verwendung von Nanosensoren in Lebensmittelverpackungen hilft bei der Erkennung physikalischer, chemischer und biologischer Veränderungen während der Lebensmittelverarbeitung. Nanosensoren und Nanogeräte mit dem speziellen Design, das in intelligenten Verpackungen verwendet wird, helfen beim Auffinden von Toxinen, Chemikalien und Lebensmittelpathogenen [57]. Dieses System mit Sensoren und Anzeigen wird auch angewendet, um Informationen über die Qualität der verpackten Lebensmittel während der Lagerung und des Transports zu verfolgen und anzuzeigen.

Als Nanosensoren und aktive Verpackungsmaterialien können verschiedene funktionelle Nanomaterialien verwendet werden. Sie besitzen beträchtliche technische und Hürdeneigenschaften und werden daher mit Ressourcen versorgt und auf Nährstoffabgabesysteme ausgerichtet [66]. Es zeigte sich, dass smarte bzw. intelligente Verpackungen die Lebensmittelqualität bei der Distribution sichern.

Die Nanosensoren arbeiten, indem sie die Veränderungen überwachen, die mit den internen oder externen Umweltreizen verbunden sind. In Kürze werden die folgenden Indikatoren in Lebensmittelverpackungen verwendet:

– Integrität (Bestimmung der Paketintegrität);

– Frische (Qualität der verpackten Produkte);

– Zeit-Temperatur (zeit- und temperaturabhängige Änderungen).

Sie werden während der Produktions- und Vertriebskette aufgezeichnet, um die Qualität zu erhalten und die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern.

Ein weiteres intelligentes Nano-Verpackungssystem sind die sogenannten Nanobarcodes, ID-Tags, die auf der Basis von Barcodes eingeführt werden, die von Nanopartikeln entwickelt wurden [47].

Die Anwendung von Nanosensoren in Verpackungen umfasst auch Enzyme, die den Abbau von Lebensmittelbestandteilen fördern, die Lebensmittel für den menschlichen Verzehr ungeeignet machen.

Die Anwendung von Nanosensoren in den Smart-Packaging-Systemen umfasst auch die Identifizierung von Gasen, chemischen Verunreinigungen, Aromen, Temperatur und Lichtintensität, Krankheitserregern oder den Produkten des mikrobiellen Stoffwechsels [55].

Fortschrittliche Analysetechniken wie GC/MS, tragbare Headspace-O2- und CO2-Gasanalysatoren werden verwendet, um die Gasphasen in den MAP-Produkten zu untersuchen. Diese Methoden haben jedoch gewisse Schönheitsfehler; bei Echtzeitprozessen sind optisch-sensorbasierte Verfahren effektiver als diese Verfahren. Gleiches gilt für den großflächigen Einsatz [13].

Die Lagerung von Lebensmitteln ist das Hauptproblem in der Lebensmittelindustrie und ist hauptsächlich auf bakterielle Kontamination zurückzuführen. Es ist auf das Austreten von unangenehmem Geruch zurückzuführen, wird jedoch von der menschlichen Nase nicht leicht erkannt und verursacht manchmal Vergiftungen. Um solche Gerüche im Zusammenhang mit Lebensmittelvergiftungen anzuzeigen, sind hochempfindliche Biosensoren erforderlich [39]. Bei fortschrittlichen Lebensmittelverpackungen besteht eine integrierte elektronische „Zunge“ aus einer Reihe von Nanosensoren, die überwiegend empfindlich auf die aus Lebensmittelabfällen freigesetzten Gase reagieren. Das Gerät besteht aus Sätzen von chemischen Sensoren, die an ein Datenverarbeitungssystem angeschlossen sind, das ein klares und sichtbares Signal gibt, das anzeigt, ob das Lebensmittel frisch ist oder nicht, indem es einen Sensorstreifen verwendet, der die Farbe ändert [54]. Dieses Gerät dient zur hochgenauen Bestimmung von flüchtigen Bestandteilen und zur Überwachung von Qualitätskontrollprozessen in der Lebensmittelindustrie. Nanosensoren wurden im europäischen Projekt GOODFOOD (2004–2007) für Anwendungen in der Lebensmittelsicherheit und Qualitätskontrolle eingesetzt [65].

Die intelligenten Lebensmittelverpackungssysteme auf Nanobasis zielen darauf ab, Lebensmittelverluste durch mikrobielle Kontamination zu minimieren. Eine Vielzahl von Nanopartikeln (TiO2, MgO, ZnO, Ag, Fe0, C- Nanoröhrchen und Fullerenderivate) haben ihre Wirksamkeit als antimikrobielle Wirkstoffe bewiesen [61]. Darüber hinaus wurde die Anwendung spezifischer Nanomaterialien sowohl zum Nachweis als auch zur Eliminierung von zerstörerischen Chemikalien und pathogenen Bakterien in letzter Zeit umfassend genutzt.

5. Antiviraler Mechanismus der Aktivität von Nanopartikeln

Faktoren wie Produktbeschaffenheit (Formulierung), Verarbeitungsbedingungen (Eigenfaktoren), Art der Verpackung sowie Lagerung und Vertrieb haben einen starken Einfluss auf die Haltbarkeit eines Lebensmittelprodukts.

• Zu den üblichen intrinsischen Faktoren gehören Wasseraktivität, pH-Wert, Mikroben, Enzyme und der Gehalt an reaktiven Verbindungen. Sie können durch die Verwendung spezifischer Rohstoffe und Komponenten und geeigneter Verarbeitungsparameter abgestimmt werden.
• Die gemeinsamen extrinsischen Faktoren sind Temperatur, Gesamtdruck, Licht, Partialdruck verschiedener Gase, relative Luftfeuchtigkeit und mechanische Belastung (menschliche Handhabung). Sie beeinflussten die Geschwindigkeit der Abbaureaktionen während der Lagerung von Lebensmittelmaterialien [76]. Die Nutzung antimikrobieller Verpackungen führte zu einer effektiven Dekontamination parallel zur Verwendung von antimikrobiellen Mitteln als Lebensmittelzusatzstoffe. Dieses Ergebnis ist darauf zurückzuführen, dass das mikrobielle Oberflächenwachstum auf den kontaminierten Produkten für eine Sterilisation durch oberflächenwirkende antimikrobielle Substanzen leicht zugänglich ist.

Gleichzeitig stehen antimikrobielle Verpackungen in enger Wechselwirkung mit dem Lebensmittelprodukt und der Umwelt [12].

Antimikrobielle Nanopartikel, nämlich Cu, CuO, MgO, Ag, ZnO, Pd, Fe und TiO₂oder Nanoemulsionen/Nanoverkapselungen, die natürliche antimikrobielle Substanzen einschließen, die über elektrostatische, Wasserstoffbrückenbindungen und kovalente Wechselwirkungen anhaften können, werden entwickelt stellen antimikrobielle Verpackungssysteme her.

Die Nanokomposite organischer (Chitosan und ätherische Öle) und anorganischer (ZnO, TiO2 und Ag) Natur werden erfolgreich für die Lebensmittelkonservierung durch innovative Verpackungen eingesetzt. Die Polymerbeschichtungen steuern aufgrund ihrer chemischen Struktur die Freisetzung der Wirkstoffe und regulieren somit die Funktion der Nanokomposite. Polymermatrizen, die für die Herstellung von Nanokompositen verwendet wurden, sind Polyolefine, Nylons, Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Copolymer, Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol (PS), Polyamide und Polyimide. Nach diesem Prinzip wurde eine erweiterte antimikrobielle Wirksamkeit gegen E. coli und Staphylococcus aureus mit Ag-Nanopartikeln beobachtet, die in Zellulose- und Kollagenbeschichtungen für Würste immobilisiert sind. Trotz ihrer bakteriziden Wirkung waren diese Nanokomposite für Verbraucher und Umwelt nicht schädlich. [12]. Eine ähnliche antimikrobielle Aktivität, die 28 Tage anhielt, wurde für Ag-Nanopartikel gefunden, die in einer Polyamidmatrix eingeschlossen sind. Mit Ag-Nanopartikeln beschichtete Folien aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) weisen ein bemerkenswertes antimikrobielles Potenzial gegen grampositive und gramnegative Bakterien auf. Der gleiche Effekt wurde für Chitosan-Silber-Nanokomposit beobachtet [29]. In ZnO-eingekapselten Halloysit-Polymilchsäure-Nanokomposite wurde eine antimikrobielle Aktivität in Verbindung mit einer signifikanten mechanischen Stabilität gefunden. Bei Fleisch- und Geflügelprodukten, die in LDPE/ZnO+Ag-Nanokompositbeschichtungen verpackt sind, wurden eine verlängerte Haltbarkeit, ein verlangsamtes Bakterienwachstum und eine Lipidoxidation beobachtet.

Diese Befunde weisen darauf hin, dass die antimikrobiellen Eigenschaften der Nanoverpackungen aus Nanokompositen in hohem Maße von den Eigenschaften sowohl der Polymermatrix als auch der Nanopartikel abhängen. Darüber hinaus beeinflussen die Lagerbedingungen und die Lagerdauer die antimikrobielle Aktivität der Nanokomposit-Beschichtungsfilme. Beispielsweise wurde eine Studie zur Stabilität und antimikrobiellen Aktivität von Pullulan-Folien mit eingearbeiteten Ag- oder ZnO-Nanopartikeln und ätherischen Ölen von Oregano und Rosmarin über 7 Wochen bei verschiedenen Lagertemperaturen (4, 25, 37 und 55 °C) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass das antimikrobielle Potenzial der Pullulan-Nanokompositfolien gegen die verbreiteten Lebensmittelpathogene L. monocytogenes und S. aureus bei Temperaturen < 25 °C erhalten blieb und bei > 25 °C deutlich abnahm. [68].

Lebensmittel-Nanoverpackungen mit niedriger Ag-Konzentration, mit verbesserter und stabiler Bioverfügbarkeit, sind eine Herausforderung für die Anwendung von Ag in Lebensmittelverpackungen. Der Citrat-vermittelte Silberkomplex ist derzeit die am häufigsten verwendete standardisierte Silberformulierung mit antimikrobieller Wirkung.

6. Fazit

Das Atemwegsvirus SARS-CoV-2 hat das Szenario der Lebensmittelindustrie völlig verändert, sei es in der Produktion, Verarbeitung oder Verpackung. Es ist notwendig, den Übertragungsweg von SARS-CoV-2 durch Lebensmittel zu verstehen, wobei Streetfood und frei verkaufte Artikel im Vordergrund stehen. Obwohl derzeit verschiedene Impfstoffe erhältlich sind, ist es dringend erforderlich, das Bewusstsein für die Pandemie zu schärfen, um die Regeln für die persönliche Hygiene durchzusetzen und Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Gegenwärtig wurden umfangreiche Forschungsarbeiten zu antimikrobiellen Lebensmittelverpackungen durchgeführt, aber es gibt immer noch einen Mangel an der Entwicklung antiviraler Lebensmittelverpackungen. Daraus ergibt sich die große Notwendigkeit, antivirale Lebensmittelverpackungen mit natürlichen antiviralen bioaktiven Verbindungen zu erforschen, um sowohl Lebensmittelsicherheit als auch Nachhaltigkeit zu gewährleisten.

---

Test LO 5.2

---

Referenzen

1. Abo-Elseoud W.S., Hassan M.L., Sabaa M.W., Basha M., Hassan E.A., Fadel S.M. (2018). Chitosan nanoparticles/cellulose nanocrystals nanocomposites as a carrier system for the controlled release of repaglinide. Int. J. Biol. Macromol. 111, 604–613.
2. Abraham A. (2016). Understanding the Effect of Phytochemical Coated Silver Nanoparticles on Mammalian Cells and the Protein Interactions with the Surface Corona of These Nanoparticles. Ph.D. Thesis, RMIT University, Melbourne, Australia.
3. Ahmadi A, Zorofchian Moghadamtousi S., Abubakar S. and Zandi K. (2015). Antiviral Potential of Algae Polysaccharides Isolated from Marine Sources: A Review. Biomed Res Int. 2015;2015:825203. doi: 10.1155/2015/825203.
4. Aloui H. and Khwaldia K. (2016). Natural antimicrobial edible coatings for microbial safety and food quality enhancement. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 15(6), 1080-1103.
5. Avella M., De Vlieger J. J., Errico M. E., Fischer S., Vacca P., Volpe M. G. (2005). Biodegradable starch/clay nanocomposite films for food packaging applications. Food Chemistry, 93, 3:467-474.
6. Beristain-Bauza S.D.C., Mani-Lopez E., Palou E., Lopez-Malo A. (2017). Antimicrobial activity of whey protein films supplemented with Lactobacillus sakei cell-free supernatant on fresh beef. Food Microbiology. 62:207-211.
7. Bolto B., Xie Z. (2018). Recent developments in fouling minimization of membranes modified with silver nanoparticles. Journal of Membrane Science & Research. 4, 111-120. DOI:10.22079/JMSR.2018.79056.1168
8. Bright K.R., Gebra C.P., Rusin P.A. (2002). Rapid reduction of Staphylococcus aureus populations on stainless steel surfaces by zeolite ceramic coatings containing silver and zinc ions. J. Hospital Infection 52: 307-309.
9. Brody A.L., Bugusu B., Han J.H. et al (2008). Innovative Food Packaging Solutions. J Food Sci. 73, 8:107-116.
10. Byrd K., Her E.S., Fan A., Almanza B., Liu Y., Leitch S. (2021). Restaurants and COVID-19: What are consumers’ risk perceptions about restaurant food and its packaging during the pandemic? International Journal of Hospitality Management 94, 102821.
11. Ceylan Z., Meral R., Cetinkaya T. (2020). Relevance of SARS-CoV-2 in food safety and food hygiene: potential preventive measures, suggestions and nanotechnological approaches. Virus Disease, 31(2), 154-160.
12. Chaturvedi S., Dave P.N. (2018). Nanomaterials: Environmental, human health risk. In Handbook of Nanomaterials for Industrial Applications; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, pp. 1055–1062.
13. Chellaram C., Murugaboopathi G., John A., Sivakumar R., Ganesan S., Krithika S., Priya G. (2014). Significance of nanotechnology in food industry. APCBEE Procedia 8, 109–113.
14. Church I. J. and L Parsons A. (1995). Modified atmosphere packaging technology: A review. J Sci Food and Agriculture, 67, 2: 143-152.
15. Cosco D., Paolino D., De Angelis F., Cilurzo F., Celia C., Di Marzio L., Russo D., et al. (2015). Aqueous-Core PEG-coated PLA nanocapsules for an efficient entrapment of water soluble anticancer drugs and a smart therapeutic response. Eur. J. Pharm. Biopharm. 89, 30–39.
16. Couch L.M., Wien M., Brown J.L., Davidson P. (2016). Food nanotechnology: Proposed uses, safety concerns and regulations. Agro Food Ind. Hi Tech, 27, 36–39.
17. De Azeredo H.M.C., Mattoso, L.H.C., McHugh T.H. (2011). Nanocomposites in food packaging – A review. In Advances in Diverse Industrial Applications of Nanocomposites; IntechOpen: London, UK, pp. 57–78.
18. De Sousa Jabbou, A. B. L., Jabbour C. J. C., Hingley M., et al. (2020). Sustainability of supply chains in the wake of the coronavirus (COVID-19/SARS-CoV-2) pandemic: lessons and trends. Modern Supply Chain Research and Applications.
19. Dias M. V., Soares N. de F. F., Borges S. V., de Sousa M. M., Nunes C. A., de Oliveira I. R. N., Medeiros E. A.A. (2013). Use of allyl isothiocyanate and carbon nanotubes in an antimicrobial film to package shredded, cooked chicken meat. Food Chem, 141(3):3160-6. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.05.148
20. Dinh N.X., Quy N.V., Huy T.Q., Le A.-T. (2015). Decoration of silver nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes: Antibacterial mechanism and ultrastructural analysis. J. Nanomater.  16, 63.
21. EFSA. (2012). European Food Safety Authority and European Centre for Disease Prevention and Control. EFSA, 13, 4329.
22. Efrati R., Natan M., Pelah A., Haberer A., Banin E., et al. (2014). The effect of polyethylene crystallinity and polarity on thermal stability and controlled release of essential oils in antimicrobial films. Journal of Applied Polymer Science, 131(11), 40309.
23. Elizaquível P., Azizkhani M., Aznar R., Sánchez, G. (2013). The effect of essential oils on norovirus surrogates. Food Control, 32(1), 275-278.
24. Espitia P.J.P., Soares N.D.F.F., dos Reis Coimbra J.S., de Andrade N.J., Cruz R.S., Medeiros E.A.A. (2012). Zinc oxide nanoparticles: Synthesis, antimicrobial activity and food packaging applications. Food Bioprocess Technol., 5, 1447–1464.
25. European Commission. (2020). COVID-19 and Food Safety: Questions and Answers. Commission européenne/Europese Commissie, 1049 Bruxelles/Brussel, Belgique. 12 p.
26. Ezeoha S L , Ezenwanne J N. (2013). Production of biodegradable plastic packaging film from cassava starch. IOSR Journal of Engineering. 10(5):14-20.
27. Fabra M. J., Castro-Mayorga J. L., Randazzo W., Lagarón J. M., López-Rubio A., et al. (2016). Efficacy of cinnamaldehyde against enteric viruses and its activity after incorporation into biodegradable multilayer systems of interest in food packaging. Food and environmental virology, 8(2), 125-132.
28. Faour-Klingbeil D., Osaili T. M., Al-Nabulsi A. A., Jemni M., Todd E. C. (2020). The public perception of food and non-food related risks of infection and trust in the risk communication during COVID-19 crisis: A study on selected countries from the Arab region. Food Control, 121, 107617.
29. Fernández-Pan I., Maté J. I., Gardrat C., Coma V. (2015). Effect of chitosan molecular weight on the antimicrobial activity and release rate of carvacrol-enriched films. Food hydrocolloids, 51, 60-68.
30. Fortunati E., Mazzaglia A., Balestra G.M. (2019). Sustainable control strategies for plant protection and food packaging sectors by natural substances and novel nanotechnological approaches. J. Sci. Food Agric. 99, 986–1000.
31. Fuertes G., Soto I., Carrasco R., Vargas M., Sabattin J., Lagos C. (2016). Intelligent packaging systems: Sensors and nanosensors to monitor food quality and safety. J. Sens. V. 2016, https://doi.org/10.1155/2016/4046061
32. Ghosh C., Bera D., Roy L. (2019) Role of Nanomaterials in Food Preservation. In Microbial Nanobionics; Springer: Cham, Switzerland, pp. 181–211.
33. Ghosh S., Nath A., Manna B., Ghosh, K. (2020). Implementations of Food Safety Measures Inside Food Processing Industries & Prepared Food Outlets During COVID-19 Pandemic. Agriculture & food: E-Newsletter 2(6), 564-568.
34. Gomes C., Moreira R. G., Castell‐Perez E. (2011). Microencapsulated antimicrobial compounds as a means to enhance electron beam irradiation treatment for inactivation of pathogens on fresh spinach leaves. Journal of food science, 76(6), E479-E488.
35. Gómez-Mascaraque, L. G., Ambrosio-Martín, J., Fabra, M. J., Pérez-Masiá, R., & López-Rubio, A. (2016). Novel Nanoencapsulation structures for functional foods and nutraceutical applications. In Nanotechnology in Nutraceuticals, 373-395. CRC Press.
36. Grebitus C., Jensen H.H., Roosen J., Sebranek J.G. (2013). Fresh meat packaging: consumer acceptance of modified atmosphere packaging including carbon monoxide. J Food Prot 76(1):99-107. doi: 10.4315/0362-028X.JFP-12-045.
37. Gupta A.; Eral H.B.; Hatton T.A.; Doyle P.S. (2016). Nanoemulsions: Formation, properties and applications. Soft Matter 12, 2826–2841. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740670202
38. Hassan B, Chatha SAS, Hussain AI, Zia KM, Akhtar N. (2018). Recent advances on polysaccharides, lipids and protein based edible films and coatings: A review. International Journal of Biological Macromolecules. 109:1095-1107.
39. He X., Hwang H.-M. (2016). Nanotechnology in food science: Functionality, applicability, and safety assessment. J. Food Drug Anal. 24, 671–681.
40. He X., Deng H., Hwang H. (2019). The current application of nanotechnology in food and agriculture. Journal of Food and Drug Analysis, 27, 1:1-21
41. Huanga J.-Y., Li X., Zhou W. (2015). Safety assessment of nanocomposite for food packaging application. Trends in Food Science & Technology, 45 2: 187-199
42. Imran M., Revol-Junelles A.-M., Martyn A., Tehrany E. A., Jacquot M., Linder M., et al. (2010). Active Food Packaging Evolution: Transformation from Micro- to Nanotechnology. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 50, 9:799-821 https://doi.org/10.1080/10408398.2010.503694
43. Jafarizadeh-Malmiri H., Sayyar Z., Anarjan, N., Berenjian A. (2019). Nanobiotechnology in food packaging. In Nanobiotechnology in Food: Concepts, Applications and Perspectives; Springer: Cham, Switzerland, pp. 69–79.
44. Jebel F. S. and Almasi H. (2016). Morphological, physical, antimicrobial and release properties of ZnO nanoparticles-loaded bacterial cellulose films. Carbohydrate Polymers, 149:8-19
45. Jyoti and Bhaswati B. (2021). Impact of COVID-19 in Food Industries and potential innovations in Food Packaging to combat the pandemic. Scientia Agropecuaria, 12, 1. http://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2021.015
46. Kaewtatip K. and Tanrattanakul V. (2012). Structure and properties of pregelatinized cassava starch/kaolin composites. Materials & Design. 37, 423-428 https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.12.039
47. Li Y., Cu Y.T.H., Luo D. (2005). Multiplexed detection of pathogen DNA with DNA-based fluorescence nanobarcodes. Nat. Biotechnol.  23, 885.
48. Liang J., Yan H., Wang X., Zhou Y., Gao X., Puligundla P., Wan X. (2017). Encapsulation of epigallocatechin gallate in zein/chitosan nanoparticles for controlled applications in food systems. Food Chem. 231, 19–24.
49. Llorens A., Lloret E., Picouet P.A., Trbojevich R., Fernandez A. (2012). Metallic-Based micro and nanocomposites in food contact materials and active food packaging. Trends Food Sci. Technol. 24, 19–29.
50. Maestri E., Marmiroli N., Song J.,White J.C. (2019). Ethical issues of engineered nanomaterials applications and regulatory solutions. In Exposure to Engineered Nanomaterials in the Environment; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, pp. 315–330.
51. Martínez-Abad A., Ocio M. J., Lagarón J. M., Sánchez G. (2013). Evaluation of silver-infused polylactide films for inactivation of Salmonella and feline calicivirus in vitro and on fresh-cut vegetables. International journal of food microbiology, 162(1), 89-94.
52. Momin J.K., Jayakumar C., Prajapati J.B. (2013). Potential of nanotechnology in functional foods. Emir. J. Food Agric. 25.
53. Nanotechnology and Food Packaging (2004). Advantage Magazine https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=857
54. Neethirajan S., Jayas D.S. (2011). Nanotechnology for the food and bioprocessing industries. Food Bioprocess Technol. 4, 39–47.
55. Patra J.K., Shin H.-S., Paramithiotis S. (2018). Application of nanotechnology in food science and food microbiology. Front. Microbiol. 9, 714.
56. Rahman N.A. (2019). Applications of polymeric nanoparticles in food sector. In Nanotechnology: Applications in Energy, Drug and Food; Springer: Cham, Switzerland, pp. 345–359.
57. Rai M., Gade A., Gaikwad S., Marcato P.D., Durán N. (2012). Biomedical applications of nanobiosensors: The state-of-the-art. J. Braz. Chem. Soc. 23, 14–24.
58. Rai M., Ingle A.P., Gupta I., Pandit R., Paralikar P., Gade A., Chaud M.V., dos Santos C.A. (2019). Smart nanopackaging for the enhancement of food shelf life. Environ. Chem. Lett.  17, 277–290.
59. Rhim J.-W., Park H.-M., Ha C.-S. (2013). Bio-Nanocomposites for food packaging applications. Prog. Polym. Sci. 38, 1629–1652.
60. Robertson G.L. (2016). Packaging and Food and Beverage Shelf Life. Food and Beverage Stability and Shelf Life. Cambridge: Woodhead Publishing Limited.
61. Salgado P.R., Di Giorgio L., Musso Y.S., Mauri A.N. (2019). Bioactive packaging: combining nanotechnologies with packaging for improved food functionality. In Nanomaterials for Food Applications; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, pp. 233–270.
62. Schaefer D., Cheung W.M. (2018). Smart packaging: Opportunities and challenges. Procedia CIRP, 72, 1022–1027.
63. Shafiq M., Anjum S., Hano Ch., Anjum I., Abbasi B. H. (2020). An Overview of the Applications of Nanomaterials and Nanodevices in the Food Industry. https://doi.org/10.3390/foods9020148
64. Shin J., Selke S.E.M. (2014). Food Packaging. Food Processing: Principles and Applications. 2nd ed. United States: John Wiley & Sons, Ltd.
65. Siemer S., Hahlbrock A., Valle, C., McClements D.J., Balszuweit J., Voskuhl J., Docter D. et al. (2018). Nanosized food additives impact beneficial and pathogenic bacteria in the human gut: A simulated gastrointestinal study. Npj Sci. Food. 2, 22.
66. Singh T., Shukla S., Kumar P., Wahla V., Bajpai V.K., Rather I.A. (2017). Application of nanotechnology in food science: Perception and overview. Front. Microbiol.  8, 1501.
67. Silva H.D.; Cerqueira M.Â.; Vicente A.A. (2012). Nanoemulsions for food applications: Development and characterization. Food Bioprocess Technol. 5, 854–867.
68. Silva N. H.C.S., Vilela C., Almeida A., Marrucho I., Freire C. S. R. (2018). Pullulan-based nanocomposite films for functional food packaging: Exploiting lysozyme nanofibers as antibacterial and antioxidant reinforcing additives. Food Hydrocolloids, 77, 921-930.
69. Sozer N. and Kokini J.L. (2009). Nanotechnology and its applications in the food sector. Trends in Biotechnology 27, 2:82-89. doi:10.1016/j.tibtech.2008.10.010
70. Torlak E. and Sert D. (2013). Antibacterial effectiveness of chitosan-propolis coated polypropylene films against foodborne pathogens. Int J Biol Macromol 60:52-5. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2013.05.013.
71. Trinetta V. (2016). Definition and function of food packaging. In: Reference Module in Food Science. 1-2.
72. Velebit B., Djordjevic V., Milojevic L., Babic M., Grkovic N., et al. (2019). The common food borne viruses: A review. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 333(1), 012110.
73. Vieira M.G.A., Silva M.A.D., Santos L.O.D., Beppu M.M. (2011). Natural-based plasticizers and biopolymer films: A review. European Polymer Journal. 47:254-263.
74. WHO – World Health Organization. (2008). Avian influenza: food safety issues. Recovered of http://www.who.int/foodsafety/micro/avian/en/index.html
75. Wong S. H., Lui R. N., & Sung J. J. (2020). Covid‐19 and the digestive system. Journal of gastroenterology and hepatology, 35 (5), 744-748.
76. Zhang H. (2016). Gas Barrier Properties of Polymer Packaging: Influence on Food Shelf Life Following Microwave-Assisted Thermal Sterilization. Ph.D. Thesis, Washington State University, Pullman, WA, USA.
77. Zink J., Wyrobnik T., Prinz T., Schmid M. (2016). Physical, chemical and biochemical modifications of protein-based films and coatings: An extensive Review. International Journal of Molecular Sciences. 17:1376.