Posted by Bardzo chwytliwe pojęcie nanotechnologia od dawna jest naturalnym terminem opisującym bardzo małe cząsteczki i struktury. We wpisie zapoznamy się z przykładami nanocząsteczek, powodami ich coraz szerszego zastosowania, a na koniec przyjrzymy się ich wpływowi na nasze zdrowie.
Wprowadzenie do Nanotechnologii w Żywności
Mówiąc o nanotechnologii zastanawiamy się nad cząstkami o rozmiarach 100 nm lub mniej. Dla porównania komórki bakteryjne mają rozmiar na poziomie 1000 nm, a czerwone krwinki 7000 nm. Cząstki nano są więc tak małe, że mogą wchodzić w reakcje na bardzo elementarnym poziomie zachodzące np. w błonach komórkowych. Właśnie ten mikroskopijny rozmiar pozwala na uzyskanie cech i właściwości nieosiągalnych w skali makro takich jak zwiększona powierzchnia adsorpcji, biodostępność czy większa reaktywność. Otwierają się więc nowe horyzonty dla producentów na opracowywanie zupełnie nowych produktów spożywczych czy opakowań.
Nanotechnologia w żywności służy do tworzenia produktów o unikalnych właściwościach, o poprawionym smaku czy teksturze oraz z wydłużonym okresem przydatności do spożycia.
Oto kilka obszarów, w których już teraz nanotechnologia znajduje zastosowanie.
Zastosowanie Nanotechnologii w Produkcji Żywności
Poprawa smaku i aromatu produktów spożywczych
Dzięki temu producenci mogą obniżyć zawartość soli i cukru bez utraty jakości sensorycznej. To krok w kierunku zdrowszych produktów spożywczych. Dodatkowo poprzez przygotowanie smakowych nanokapsułek można stworzyć produkty o bardziej intensywnym smaku lub o bardzo nieoczywistym połączeniu smakowym. Przykładem mogą być nanokapsułki zawierające kwasy omega-3, które mogą być dodawane do szerokiego asortymentu produktów gdyż w skali nano preparaty te nie posiadają aromatów charakterystycznych dla rybiego oleju.
Zwiększenie przyswajalności składników odżywczych i witamin
Jest to szczególnie istotne w przypadku osób, które chcą zadbać o swoje zdrowie i skutecznie wykorzystać pożywienie jak również miejsc gdzie ilość żywności jest mocno ograniczona gdyż pozwala stworzyć prawdziwe super food którego spożycie nawet małej ilości pokryje odpowiednio wysoki poziom zapotrzebowania. Dodatkowo pozwala ochronić np. termolabilną witaminę C przed stratami w trakcie procesów technologicznych.
Materiały o właściwościach antybakteryjnych
To z kolei przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa żywności, eliminując potencjalne zagrożenia związane z rozwojem patogenów. Przykładem może być srebro które w rozmiarze nano wykazuje właściwości antybakteryjne i blokuje wydzielanie nieprzyjemnych zapachów co zostaje wykorzystywane w powierzchniach mający kontakt z żywnością np. deski do krojenia, blaty robocze, powierzchnie lodówek lub zamrażarek.
Opakowania zawierające nanomateriały
Nanomateriały mogą być wykorzystywane do produkcji opakowań o zwiększonej trwałości i zdolności do utrzymania świeżości produktów. Dzięki temu przeciwdziałają marnowaniu żywności, co jest istotnym wyzwaniem współczesnego społeczeństwa. Szczegółowe działanie opiera się na dodawaniu do opakowań lub bezpośrednio do żywności nanosensorów, które hamują niepożądane reakcje oraz mogą służyć jako wskaźniki. Tego typu rozwiązania stosowane są np. dla świeżych owoców które poprzez reakcje z odpowiednimi substancjami w zależności od ich stężenia pokazują na jakim etapie świeżości są dane produkty.
Żywność SMART
Najciekawszym trendem wykorzystujących nanotechnologię w żywności jest przygotowywanie prawdziwie zindywidualizowanej żywności SMART posiadającej profil żywieniowy dostosowany do indywidualnych alergii, potrzeb żywieniowych czy preferencji. Rozwiąże to wiele problemów gdyż w wielokulturowym świecie bardzo trudno jest dopasować uniwersalny sposób żywienia, a mnogość wariantów powoduje, że chociażby restauracje muszą świadomie rezygnować z określonych grup klientów co do których wiedzą że nie opłacalne byłoby organizować osobne pozycje w menu.
Etyka i wpływ nanotechnologii na dietę, zdrowie i środowisko
Nanomateriały posiadają niezwykłe cechy takie jak chociażby ogromna powierzchnia (w porównaniu do materiałów nie w skali nano) co sprawia, że są niezwykle aktywne chemicznie i mogą brać udział w niezliczonych reakcjach biologicznych co w konsekwencji może doprowadzić do chaosu i niszczycielskiego wpływu na organizm człowieka i środowisko.
Niewątpliwie nanotechnologia w żywności niesie ze sobą wiele korzyści. Jednak istnieją również etyczne wyzwania, które warto rozważyć.
Bezpieczeństwo dla konsumenta
Jednym z głównych wyzwań jest zapewnienie bezpieczeństwa konsumenckiego. Nanomateriały, ze względu na swoje mikroskalowe rozmiary, mogą wchodzić w interakcje z organizmem w sposób, który nie jest do końca zrozumiany. Tak jak wcześniej wspomniałem nanomateriały mają często zupełnie inne (pozytywne i negatywne) cechy i właściwości niż ich odpowiedniki w makroskali. Istnieje potrzeba dokładnych badań nad bezpieczeństwem nanomateriałów w żywności, aby uniknąć potencjalnych zagrożeń dla zdrowia konsumentów. Niemniej pojawiają się badania gdzie nanocząstki mogą pomagać zwalczać choroby i alergie jednak tego typu zastosowania wymagają jeszcze wielu potwierdzeń w zakresie bezpieczeństwa.
Brak spójnych regulacji odnośnie etykietowania
Kolejnym wyzwaniem jest brak spójnych regulacji odnośnie informowania konsumenta o zastosowaniu substancji nano. W wielu krajach nie ma obowiązku oznaczania produktów zawierających nanoskładniki. Ogranicza to zdolność konsumentów do świadomego wyboru żywności i zrozumienia, jakie technologie zostały użyte w procesie produkcji. W Unii Europejskiej na liście dozwolonych dodatków do żywności nie umieszczono jeszcze sztucznie wytworzonych cząstek pochodzenia mineralnego lub metali uzyskanych na drodze nanotechnologii. Wyjątkiem są tutaj materiały kontaktujące się z żywnością (opakowania, powierzchnie) jednak po zapewnieniu, że nie dochodzi do migracji tych związków do żywności. Niemniej w prawodawstwie przewidziano, że w najbliższym czasie pojawi się coraz więcej nanozwiązków, które mogą być nową żywnością i zgodnie z rozp. 1169/2011 (z późn. zm.) istnieje obowiązek umieszczania dopisku “(nano)” w wykazie składników, które zostały wytworzone na drodze nanotechnologii.
Wpływ na ekologię
Produkty zawierające nanomateriały mogą wpływać na środowisko naturalne. Nanocząstki, takie jak te zawarte w opakowaniach, mogą być wypłukiwane do rzek i oceanów, co rodzi potencjalne zagrożenie dla ekosystemów wodnych. Jest to szczególnie istotne w kontekście obecnych problemów zanieczyszczenia środowiska.
Dostępność wyłącznie dla bogatych
Nie ma co ukrywać, że nanotechnologia to bardzo droga metoda produkcji i przy jej wykorzystaniu w żywności może wprowadzać różnice w dostępie do produktów spożywczych. Produkty zawierające nanoskładniki mogą być droższe, co rodzi kwestie nierówności w dostępie do zdrowszej żywności. Rozwijając ten wątek produkty z nanoskładnikami prawdopodobnie trafią w pierwszej kolejności na rynki bogate, którym nie brakuje żywności, a nie tam gdzie z uwagi na zwiększoną wartość odżywczą powinna trafić w pierwszej kolejności. Po więcej informacji w temacie głodu na świecie zapraszam do rozdziału Produkcja żywności i głód w kontekście filozofii utylitarnej dostępnego TUTAJ
Podsumowanie
Rozwój nanotechnologii w przemyśle spożywczym jest fascynujący i otwiera przed nami nowe horyzonty oraz generuje nowe wyzwania. Nanoskładniki, mają ogromny wpływ na żywność, dzięki czemu producenci mogą tworzyć produkty o doskonałym smaku, teksturze i dłuższym okresie przydatności do spożycia. Niemniej jednak, te rewolucyjne zmiany rodzą istotne kwestie etyczne, takie jak bezpieczeństwo konsumenckie, etykietowanie, wpływ na środowisko i równość dostępu.
Nanotechnologia w żywności to bez wątpienia przyszłość przemysłu spożywczego i warto już na tym etapie zrozumieć zarówno potencjalne korzyści, jak i wyzwania, jakie niesie ze sobą ta fascynująca dziedzina. W korzystaniu z nanotechnologii należy równoważyć innowacyjność i odpowiedzialność, stawiając jednocześnie bezpieczeństwo i interesy konsumentów na pierwszym planie.
Literatura dla dociekliwych
Safety of Nanotechnology in Food Industries. Seyed Mohammad Amini, Marzieh Gilaki, and Mohsen Karchani. Electron Physician. 2014 Oct-Dec; 6(4): 962–968
Nanotechnology: Transforming Food and the Environment. Kristen Lyons. Food FIrst Backgrounder 16.2010.
Nanotechnologia w produkcji żywności – kierunki rozwoju, zagrożenia i regulacje prawne. Małgorzata Idzikowska i wsp. Biul. Wydz. Farm. WUM, 2012, 4, 26-31.
Advancements in nanotechnology for food science and industry. Ekta Jagtiani. Food Frontiers, 2022, 3, 56-82.
Nanotechnology: Current applicatiomns and future scope in food. Monalisa Sahoo i wsp., Food Frontiers, 2021, 2, 3-22.
Świetny artykuł!