Nanotechnological interventions in sustainable agriculture

The major problems associated with agriculture are the sustainable management of natural resources. With technological innovations and capital investments crop production has increased but care of ecological systems has not been given priorities and thus created imbalance in the natural cycle of the soil, crop productivity, salinization, moisture content, organic matter and seeping problems of pesticides. Nanotechnology provides a plethora of techniques to face the challenges of increasing population and food production, at the same time taking care of the environment, and has opened new avenues for sustainable agriculture. It has a myriad of applications, whether it is in medicine, electronics, agriculture, food technology, environment, cosmetics. Worldwide, there is improvement in sensing which is highly important in agriculture. Crop yield mainly depends on soil fertility, water supply and other environmental factors. Nanotechnology has revolutionised food production commonly referred to as “green nanoagroscience” which implements green chemistry in an eco-friendly manner and using biocompatible methods, which is cost-effective. This review mainly focuses on the latest development in nanobiotechnology and their applications along with challenges in sustainable agriculture developmentand the future prospects.

Nanotechnology in the food industry / Nanotecnologia na indústria de alimentos

Nanotechnologies involve the manipulation of matter at a very small scale, generally between 1 and 100 nanometers. They exploit novel properties and functions that occur in matter at this scale. The application of nanotechnology in the areas of food and food packaging is growing rapidly, and in the area of food security, these applications include the detection of microorganisms, environmental protection, water purification, encapsulation of nutrients and food packing. Nanotechnology is opening up a world of new possibilities for the food industry, but the entry of nanoparticles into the food chain can result in a buildup of toxic contaminants in food and harm human health. This review focuses on the nanoencapsulation of bioactive compounds, nanosensor especially to detect foodborne pathogens, applications of nanotechnology in food packing and highlight some of aspects of toxicology.

A nanotecnologia envolve a manipulação da matéria em uma escala muito pequena, geralmente entre 1 e 100 nanômetros. Ela explora novas propriedades e funções que ocorrem na matéria nesta escala nanometrica. A aplicação da nanotecnologia nas áreas de alimentos, embalagens para alimentos e segurança alimentar têm crescido rapidamente. Estas aplicações incluem a detecção de microrganismos, proteção ambiental, purificação de água, encapsulamento de nutrientes e embalagem para alimentos. A nanotecnologia está abrindo novas possibilidades para a indústria de alimentos, mas, a entrada de nanopartículas na cadeia alimentar pode resultar em um acúmulo de contaminantes que podem ser tóxicos e prejudicar a saúde humana. Esta revisão enfoca a nanoencapsulação de compostos bioativos, nanosensores, especialmente para detecção de patógenos em alimentos, aplicação da nanotecnologia na área de embalagens para alimentos e destaca alguns aspectos sobre toxicologia.

Current and projected applications of nanotechnology in the food sector: [review] / Aplicações atuais e futuras da nanotecnologia no setor alimentício: [revisão]

The prospects for applications of nanotechnology to the food sector have become more apparent over the last few years. Nanotechnology applications are expected to bring changes to the food sector, including improved production and processing techniques, improved food contact materials, modification of taste, texture and sensation, monitoring food quality and freshness, reduced fat content, enhanced nutrient absorption, and improved traceability and security of food products. A variety of food ingredients, additives, encapsulation systems and food contact materials is already available in some countries and the market for nanotechnology-derived food products and food contact materials is expected to grow worldwide. However, no clear information about the actual use of nanotechnology in the food industry is available and data on the benefits, improvements and risks of nanotechnology applications in the food sector as well as their economical competitiveness are still almost lacking.

Las posibilidades de aplicación de la nanotecnología al sector de alimentos se tornaron más evidentes en los últimos años. Se espera que su empleo introduzca cambios en el sector de alimentos, incluyendo aumentos de productividad; perfeccionamiento de los procesos; mejora de los materiales de contacto con alimentos; modificaciones de sabor, textura y sensación; vigilancia de la calidad y el frescor; reducción del contenido de grasa; aumento de la absorción de nutrientes y perfeccionamiento de la trazabilidad y seguridad de los productos alimenticios. Una variedad de ingredientes de alimentos, aditivos, sistemas de encapsulación y materiales de contacto con los alimentos ya están disponibles en algunos países y se espera que el mercado de productos alimenticios con origen en la nanotecnología aumente en todo el mundo. Sin embargo, no existe en el momento información sobre como la nanotecnología esta siendo usada en la industria de alimentos, ni datos sobre los beneficios, progresos y riesgos de su aplicación al sector de alimentos o de la competitividad económica de esta tecnología.

As perspectivas de aplicações da nanotecnologia ao setor alimentício se tornaram mais aparentes nos últimos anos. Espera-se que as aplicações da nanotecnologia trarão mudanças ao setor, incluindo técnicas aperfeiçoadas de produção e processamento, materiais que têm contato com o alimento melhorados, modificação de sabor, textura e sensação, monitoria da qualidade e frescor dos alimentos, reduzido teor de gordura, absorção de nutrientes aumentada, e melhor rastreabilidade e segurança dos produtos alimentícios. Uma variedade de ingredientes, aditivos, sistemas de encapsulação e materiais que entram em contato com o alimento já estão disponíveis em alguns países e espera-se que o mercado para produtos alimentícios derivados da nanotecnologia e materiais que entram em contato com os alimentos cresça mundialmente. Entretanto, não há claras informações disponíveis sobre o real uso da nanotecnologia na indústria de alimentos e dados sobre os benefícios, melhorias e riscos da aplicação da nanotecnologia na indústria de alimentos, bem como sua competitividade econômica ainda são quase ausentes.