Wielka przyszłość nauki o małych rzeczach

Nadrzędna kategoria: Edukacja
Nanotechnologia oznacza tworzenie nowych produktów i inicjowanie nowatorskich procesów przy wykorzystaniu nośników o rozmiarach w granicach od 0,1 do 100 nanometrów. Jeden nanometr to jedna bilionowa część metra (lub jedna milionowa milimetra). Zatem rzeczywiście jest to "nauka o rzeczach małych". Patrząc na to z odwrotnej perspektywy należy zauważyć, że średnica jednego atomu ma około 1/10 nanometra a cząsteczka DNA ma długość około 2,5 nanometra. Ludzkie włosy mają średnicę około 80 tysięcy nanometrów.

Na niedawno przeprowadzonej w Amsterdamie konferencji "Nano i mikrotechnologie w Przemyśle Spożywczym" (25-26 października 2006 r.) uczestnicy usłyszeli, że nanotechnologia wykorzystuje fakt, iż w nanoskali (w porównaniu z większą skalą) zmieniają się istotnie właściwości różnych materiałów. Ta pionierska technologia, stosowana już od kilku dziesiątek lat, ma szansę zrewolucjonizować nasze życie codzienne w tak różnych dziedzinach jak technologie przekazywania informacji, komunikacja, energetyka, kosmetyka, przemysł odzieżowy, opieka zdrowotna i produkty spożywcze.


Nanotechnologia a środki spożywcze

Wielu producentów żywności inwestuje aktualnie w badania związane z nanotechnologią, uważając, że może ona przyczynić się do powstania produktów spożywczych o pożądanych cechach - bardziej bezpiecznych, zdrowszych, bardziej odżywczych i smaczniejszych. Z chwilą, gdy odpowiednie techniki staną się bardziej efektywne, wykorzystując mniejsze ilości energii, wody i środków chemicznych i produkując mniejsze ilości odpadków, mogą obniżyć się koszty produkcji i żywność wytwarzana przy zastosowaniu nanotechnologii będzie tańsza. Na razie na rynku znajdują się tylko nieliczne produkty, w których produkcji wykorzystano nanotechnologię. Jednak na różnym etapie wdrażania znajduje się wiele następnych zastosowań. Zasadnicze obszary zastosowania nanotechnologii w przemyśle spożywczym obejmują bezpieczeństwo żywności, jej pakowanie oraz "produkty interaktywne". Wyobraźcie sobie lody, które mają smak i strukturę zwykłych lodów ale nie zawierają tluszczów.

Pakowanie żywności i bezpieczeństwo żywności

Opracowano system "mądrego pakowania", które lepiej zabezpiecza żywność i jednocześnie zwiększa możliwości jej monitorowania na drodze "od pola do stołu". Materiały służące do pakowania są lżejsze, bardziej elastyczne oraz bardziej wytrzymałe na ciepło, światło oraz uszkodzenia mechaniczne. Takie opakowania mogą wchłaniać tlen i wilgoć, co pozwala na przedłużenie okresu przydatności produktu do spożycia. Szerokie zastosowanie znajdą zapewne nanocząsteczki posiadające własności przeciwbakteryjne i tworzące powierzchnie odpychające bród. Z pewnością będą one wykorzystywane w produkcji opakowań żywności oraz maszyn stosowanych w procesach produkcji żywności.

Obiecującą grupą są materiały, które przystosowują swe własności do warunków zewnętrznych lub wewnętrznych, takich jak temperatura, i które mogą się samonaprawiać w odpowiedzi na uszkodzenie. Kolejną grupą są wbudowane w opakowanie "nanosensory", które wykrywają nawet znikome stężenia składników chemicznych, na przykład takich, które pojawiają się w procesie psucia się żywności. W ten sposób ostrzega się konsumenta, ponieważ zepsucie produktu lub jego zanieczyszczenie powodują zmianę zabarwienia opakowania.

Żywność funkcjonalna i "żywność interaktywna"

Przy zastosowaniu nanotechnologii można wytworzyć produkty spożywcze posiadające interesujące własności funkcjonalne. Perspektywy obejmują na przykład stworzenie produktów mających słony smak pomimo bardzo niskiej zawartości sodu, dzięki interakcji ich składników z receptorami słonego smaku zlokalizowanymi na języku. Nanokapsułki będą mogły dostarczyć odpowiednie mikroskładniki, przeciwutleniacze lub nawet leki do odpowiednich miejsc w organizmie w określonym czasie. Należy spodziewać się wytworzenia "nanosensorów", które będą wykrywać indywidualny profil osobniczy i powodować uwalnianie w odpowiednim czasie określonych molekuł zawartych w produkcie. W ten sposób będzie można zindywidualizować żywność, dostosowując ją do specyficznego poczucia smaku i zapachu poszczególnych konsumentów, biorąc pod uwagę zapotrzebowanie związane ze stanem zdrowia, obecnością niedoborów lub alergii. Potencjalne wykorzystanie takich produktów spożywczych obejmuje uwalnianie odpowiednich ilości wapnia u osób z rozpoznaną wczesną osteoporozą albo zastosowanie produktów wiążących cząsteczki, które mogą spowodować wystąpienie reakcji alergicznej.

Troska o konsumentów

Chociaż nanotechnologia jest bardzo obiecującą dziedziną, to oczywiste są obawy konsumentów dotyczące możliwości wystąpienia niekorzystnych efektów dla ludzkiego zdrowia lub dla środowiska. Obecnie ocenia się, czy regulacje prawne Unii Europejskiej zapewniają pełną ochronę w tym zakresie. Niezbędne jest przeprowadzanie odpowiednich testów nanoproduktów przed ich wprowadzeniem na rynek, z uwzględnieniem pomiarów wielkości cząstek oraz dokładnego składu. Niektóre organizacje rządowe i instytuty badawcze w Wielkiej Brytanii i Niemczech są już dobrze przygotowane do takich badań. Niemiecki Federalny Instytut Oceny Ryzyka prowadzi obecnie konsultacje w tej sprawie z udziałem zarówno ekspertów jak i konsumentów.

Więcej informacji na ten temat:
  1. Nanotechnology: Innovation for tomorrow's world.
  2. International Food Information Council.
  3. The National Nanotechnology Initiative.
  4. European Commission
  5. The A to Z of Nanotechnology.
  6. European Nanotechnology Gateway (nanoforum.org). Report on Nanotechnology in Agriculture and food
  7. The Royal Society/Royal Academy of Engineering Report: Nonoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties
  8. Federal Institute for Risk Assessment
  9. http://www.foodtech-international.com/papers/nanotechnology.htm
  10. http://www.foodtech-international.com/papers/application-nano.htm


FOOD TODAY 12/2006
Tłumaczył:
dr n. med. Janusz Ciok