A közeljövőben a koleszterinszintet csökkentő hamburger nem lehetetlen. A nanotudomány, amelyet egyesek az élelmiszer atomi vagy molekuláris szintű szerkezetátalakításaként határoznak meg, és amelynek célja jobb tulajdonságokkal rendelkező nano-összetevők megszerzése, olyan valóság, amelyben mind a kormány, mind a magánkezdeményezés kutatásba és fejlesztésbe fektet be.

kiegészítő anyagot

Anélkül, hogy feltétlenül utalnunk kellene fontosságuk sorrendjére, meg lehet határozni az élelmiszer legalább két alapvető funkcióját:

Hedonikus szempontból az étel funkciója az érzékszervi tulajdonságokkal kapcsolatos elvárások kielégítése az ízek, aromák, színek és textúrák érzékelésén keresztül, kiegészítve a megfelelő bevitelsel, amely lehetővé teszi az étvágy kielégítését. fizikai és szellemi tevékenység energiatermékének.

Míg élettani szempontból a fő funkció az, hogy minőségben és mennyiségben biztosítsák azokat a makro- és mikro-tápanyagokat, amelyek ahhoz szükségesek, hogy megfeleljenek azoknak a táplálkozási követelményeknek, amelyek a kiegyensúlyozott étrendben - részben - felelősek lesznek a egyének.

Ebben az értelemben egyre több tudományos bizonyíték támasztja alá azt a hipotézist, miszerint bizonyos élelmiszereknek, valamint azok egyes alkotórészeinek jótékony fizikai és pszichológiai hatásai vannak, köszönhetően az alapvető tápanyagok hozzájárulásának, amelyet kiegészít az a tény, hogy ma A táplálkozás tudománya napjainkban a "pozitív" vagy az "optimális" táplálkozás fogalma felé fejlődött a klasszikus meghatározás óta, hogy miként lehet elkerülni a mikroelem-hiányokat és fenntartani a megfelelő makro-tápanyag-elégtelenséget.

Amint a táplálkozás tudománya a "megfelelő táplálkozásról" az "optimális táplálkozásra" fejlődik, a kutatók és a technológusok arra összpontosítottak, hogy jobban összpontosítsanak az élelmiszerek biológiailag aktív összetevőinek azonosítására, amelyek lehetőséget kínálnak a fizikai és mentális állapotok javítására, valamint a táplálkozás kockázatának csökkentésére. megbetegedések.

Úgy találták, hogy számos hagyományos élelmiszeripari termék, például gyümölcs, zöldség, szójabab, teljes kiőrlésű gabona és tej olyan összetevőket tartalmaz, amelyek hasznosak lehetnek az egészségre, és ehhez hozzátesznek olyan új élelmiszerek kifejlesztését, amelyek egészségi állapotuk miatt hozzáadják vagy kibővítik ezeket a hasznos összetevőket. előnyök és kényelmes pszichológiai hatások.

Mindez egy olyan élelmiszercsoporton belül, amelyet "funkcionálisnak" neveznek, és amelyet a normál étrend részeként fogyasztanak, olyan specifikus tápanyagokat biztosít, amelyek sok esetben az emberi test alapvető anyagcsere útvonalainak szintjén hatnak.

Ez különösen szükségessé teszi, hogy ezeknek a tápanyagoknak „funkcionális” tulajdonságaik mellett fizikai-kémiai stabilitásuk és biológiai hozzáférhetőségük legyen, hogy biztosítsák felszívódásukat, miközben biológiailag aktívak azon a ponton, ahol részt kell venniük a megfelelő metabolikus reakciók.

Ebből a követelményből származik, ahol aztán megfigyelhető a funkcionális élelmiszerek és a nanotechnológia közötti szinergia, amely a "funkcionális vagy interaktív nanofoodok" innovatív koncepcióját szüli meg.

Nanotechnológiai sajátosságok

Abból a tényből származik, hogy Richard Feyman fizikus az American Physical Sociaty 1959-ben tartott konferenciája során egy olyan korszak kezdetére utal, amelyben az egyes atomok és molekulák felhasználhatók nagyon kicsi komplex struktúrák létrehozására. felmerül a „nanotechnológia”.

Manapság a nanotechnológiát olyan új termékek és folyamatok fejlesztése jellemzi, amelyek olyan anyagot használnak, amelynek mérete körülbelül 0,1 és 100 nanométer között változik. Mivel a nanométer (nm) a milliméter egymilliomod része, ez valóban a "perc tudománya". Összehasonlító elképzelésünk érdekében az atom átmérője megközelítőleg egy nanométer tizede, a vízmolekula átmérője közel 0,3 nm, a DNS-molekula szélessége körülbelül 2,5 nm, az emberi haj vastagsága pedig kb. körülbelül 80 ezer nm.

A nanotechnológia kihasználja azt a tényt, hogy nanoméretben az anyag tulajdonságai lényegesen eltérhetnek azoktól, amelyek ugyanazon anyagnak nagyobb méretben vannak. Például olyan napvédők, amelyek titán-oxid (TiO2) emulziókat használnak, amelyek normál körülmények között átlátszatlan fehér színűek, ultraibolya sugárzást gátló funkciókkal rendelkeznek, de amelyek nanoméretben átlátszóak, miközben blokkoló tulajdonságaik megmaradnak.

Többek között a gyógyszerkönyvben olyan termékeket fejlesztettek ki, amelyek nanokapszulázással készültek, amely aktív hatóanyagok, például vitaminok és/vagy enzimek beépítéséből áll biológiailag lebontható nanokapszulákba, amelyek tartalmukat bizonyos sejtekkel vagy szerves gyümölcslevekkel/váladékokkal érintkezve szabadítják fel.

Az olyan területeken, mint a mezőgazdaság, már kifejlesztettek és jóváhagytak intenzív használatukhoz nanoölő vagy intelligens peszticideket, amelyek módosított polimer nanokapszulával ellenőrzött felszabadulási rendszert használnak, hogy szelektív tapadási tulajdonságokat nyerjenek a növényi organizmusoknak azon részein, amelyekre szükségük van. védett. Ily módon a nanokapszulák inertek maradnak, amíg a ragadozó rovarok el nem nyelik őket, és emésztőrendszerükbe kerülve az emésztőrendszer nedvének hatására felszabadítják a hatóanyagot a rovar testében.

Ugyanúgy, ahogyan az orvostudomány és a mezőgazdaság világát is forradalmasította, a nanotechnológiát már kezdték beépíteni mint feltörekvő technológiát az élelmiszerek világába, kidolgozva az úgynevezett „nanoélelmiszerek” koncepcióját.

Az élelmiszer-tervezésnél alkalmazott nanotechnológia

Az elektronmikroszkóp és újabban olyan eszközök kifejlesztése, mint a szondamikroszkópok, soha nem látott lehetőségeket kínáltak az élelmiszerek heterogén szerkezetének megértésére a molekulaszerkezetük részszintjein. Ez új megoldásokat nyújtott az élelmiszertudomány és a technológia korábban megoldhatatlan problémáira azáltal, hogy új megközelítéseket kínált az alapanyagok ésszerű kiválasztására, vagy az ilyen anyagok kezelésére az élelmiszeripari termékek minőségének javítása érdekében.

Ez a képesség a nanotudomány felhasználására az anyagok minőségének javítására azáltal, hogy megértik és finomítják struktúráikat a nanoszkálán, példa a nanotechnológia egy olyan formájára, amelyet inkrementális nanotechnológiának neveznek. Míg, amikor a struktúrák méretének csökkenését a tulajdonságok változása kíséri, amelyek gyökeresen új megoldásokat kínálnak az innováció szintjén és az új piaci lehetőségek kifejlesztése terén, ezeket az evolúciós nanotechnológiának nevezett példáknak tekintik.

Az élelmiszer-tervezésre alkalmazott nanotechnológia potenciális hatása nem idegen a fő fejlett országok kormányaitól, akik az elmúlt évtizedben jelentősen megnövelték a kutatás és fejlesztés beruházásait a nanoélelmiszerek területén. Lásd a kiegészítő anyagot

A kormányzati szervezetek kutatási és fejlesztési beruházásainak ugyanezen szintjén vannak olyan országok, mint Japán, és az olyan közösségek fő tagjai, mint az Európai Unió, beleértve Angliát és Németországot. Lásd a kiegészítő anyagot

Ma ennek az új technológiának az alkalmazása megkönnyítené a 25,0% és 35,0% közötti rendszeres zsírtartalmú termékek potenciális fejlesztését, újraterveznénk őket 1,0% alatti tartalommal, és megőriznék állaguk és ízük tulajdonságait a szokásos zsírtartalom szintjén. termék.

Lehetséges lenne olyan hamburgereket készíteni, amelyek csökkenthetik a koleszterinszintet vagy módosíthatják azokat a fogyasztó ízlésének vagy táplálkozási igényeinek megfelelően, amellett, hogy olyan csomagolásba csomagolják őket, amelyek "intelligens" összetételük miatt észlelik és inaktiválják az esetlegesen károsodó mikroorganizmusokat. szennyezte a terméket, elkerülve azok hatásait, vagy figyelmeztetve a benne való jelenlétükre.

Ebből egyesek ezt a technológiát az élelmiszer atomi vagy molekuláris szintű szerkezetátalakításaként határozzák meg, aktív alkotórészekből és komponensekből nanorészecskéket állítva elő, az élelmiszer-biztonság javítása és a táplálkozási tulajdonságok optimalizálása mellett, a jellemző érzékszervi szempontok javításán túl.

Jelenleg a világ legfontosabb élelmiszer-előállító vállalatai az I. és II. Horizonton olyan innovációs platformokat hoztak létre, amelyek a folyamatok kidolgozásához és új összetevők megszerzéséhez kapcsolódnak a funkcionális nanoélelmiszerek tervezéséhez és kidolgozásához.

Néhány példa ezekre a tervekre és azok alkalmazására: Lásd a kiegészítő anyagot

Az ezekben az alkalmazásokban alkalmazott nano-alkotórészek közé tartoznak a vas- vagy cink nanorészecskék, a Q10 vagy Omega 3 koenzimet tartalmazó nanokapszulák és a stabilizáló nano-adalékok. Ezenkívül tartalmaz vízben oldódó karotinoid nanorészecskéket, aszeptikus gyümölcslevekben való biohasznosulásának javításával, valamint a GRAS-ként jóváhagyott szintetikus likopinekkel.

Jelenleg a becslések szerint a nemzetközi piacon közel 600 termék és körülbelül 400–500 különböző nanotechnológia-alkalmazás kínálkozik a nanotechnológiákban a csomagolásban. A funkcionális nanoélelmiszerek koncepciója megtalálható a repceolajból, sütőipari termékekből, élelmiszer-adalékanyagokból és -kiegészítőkből, margarinokból és csomagolt gyümölcslevekből.

Például Izraelben kifejlesztettek egy repceolajat, amely nano-cseppeket (micellákat) tartalmaz, vitaminokat, ásványi anyagokat és fitokémiai anyagokat tartalmaz antioxidánsként. Egy másik példa látható Ausztráliában, ahol egy pékségipari vállalat olyan nanokapszulákat tervezett, amelyek magas Omega 3 tartalmú halolajat tartalmaznak, amelyet úgy építenek be a termékeikbe, hogy amikor lenyelik őket, addig nem szabadul fel. eléri a gyomrot, kiküszöbölve a halolajok jellegzetes ízeinek negatív megítélését a kenyér fogyasztása során.

Az antioxidánsokat tartalmazó nanorészecskéket kapszulázási eljárással állítják elő, és különböző termékekhez adják, így elkerülve inaktiválódásukat a gyomor és a gyomor-bél traktus első szakaszának szintjén, amellyel a véráramba kerülnek a 70%, ezáltal növeli funkciójának hatékonyságát sejtszinten.

Nanotechnológiai orientáció az iparban

Tekintettel arra, hogy a nanotechnológia fogalma gyorsan bővül, különösen a magas technológiai fejlettségű országokban, várható, hogy a funkcionális nanoélelmiszerek feldolgozói nagyon rövid időn belül új termékek fontos kínálatát mutatják be a piacon, ezen a technológián alapuló csomagolás.

Elvileg a fejlesztések középpontjában az abszorpció és a biohasznosulás szempontjából jobb tulajdonságokkal rendelkező nano-összetevők megszerzése áll, amelyek vitaminokat, ásványi anyagokat, esszenciális zsírsavakat, egyéb tápanyagokat és tápanyagokat tartalmaznak, mint a napi ajánlott bevitel fényében., azt jelentené, hogy optimalizálják azok tartalmát a nanoélelmiszerek összetételében, amelyekben jelen vannak.

Ez azt jelenti, hogy ugyanazoknak a gyártóknak és marketingszakembereknek számos olyan kihívással kell szembenézniük, amelyek kulcsfontosságúak az új termékek fejlesztése és piaci bevezetése terén a siker vagy a kudarc szempontjából, és amelyek a következőkkel kapcsolatos tényezőket tartalmazzák:

• Technológia
• Szabályozás
• Kommunikáció

Technológiai szempontból az ismeretek kezelése és kezelése annak érdekében, hogy a megfelelő időben rendelkezésre álljanak a döntéshozatalhoz, valamint az a képesség, hogy időben és formában eljussanak a piacra, olyan elemek, amelyek az elemzés pillanatától kezdve jelen vannak. Az olyan új projektek megvalósíthatósága, amelyek magukban foglalják az előző bekezdésekben említett nanoételek tervezését.

Figyelembe véve, hogy az élelmiszerekben található fehérjék gyakran 1 és 10 nm közötti gömb alakú struktúrák, és hogy a legtöbb poliszacharid és lipid lineáris szerkezet, nanométer nagyságrendű, lehetséges elképzelni az élelmiszer nanotechnológia több száz lehetséges alkalmazását.

Az élelmiszerek nanostruktúráinak természetének megértése lehetővé teszi az alapanyagok jobb kiválasztását és az élelmiszerek jobb minőségét az átalakítás révén. Az olyan technikák, mint az elektronmikroszkópia és az új szondamikroszkópok, például az atomerő-mikroszkópia (AFM), elkezdték feltárni e struktúrák természetét, ami lehetővé teszi ezek ésszerűbb kiválasztását, módosítását és átalakítását, mint hatékonyabb funkcionális összetevőket.

Az élelmiszerek szabályozásával kapcsolatos szempontok áttekintése, az élelmiszerek területén az "optimális táplálkozás" koncepció felé történő fejlődés és a nanotechnológiai termékek e téren történő növekvő perspektívája nagy vitákat vált ki.

Éppen ezért kétségtelenül hozzá kell adni a termelő és marketing cégek, valamint a kutatási és fejlesztési csoportok technikai kapacitásához azt a képességet, hogy a projekt korai szakaszától kezdve bevonják a terület szakértőit. szabályozás oly módon, hogy jó előre megismerje a nanotechnológia használatán alapuló új termékek kidolgozásának és forgalmazásának megfelelő jogi követelményeit, valamint elősegítse szakértőinek részvételét a szabványok elemzésére és megvitatására szolgáló fórumokon valamint a jelenlegi és jövőbeni jogszabályok, amelyek e szabályozásokba beépítik, jó előre megelőlegezik a tudomány fejlődését.

Például az Egyesült Királyságban a Royal Society és a Royal Academy of Engineering bemutatott egy jelentést a nanotechnológiáról. Megállapították a nanorészecskék bioakkumulációjával és toxicitásával kapcsolatos ismeretek hiányát. Ennek alapján körültekintően kell eljárni a nanoelemek termékekben történő alkalmazásakor, amíg további információ nem áll rendelkezésre a biztonságukról.

Bár a szabályozó hatóságok előmozdítják, hogy a politikák legyenek óvatosak a nanotechnológia alkalmazásában, arra számítanak, hogy az élelmiszerekben történő alkalmazásának nagy részét biztonságosnak és előnyösnek tekintik a fogyasztó számára. Általánosságban azt javasolják, hogy szükség van az új termékek eseti értékelésére és a rendeletek módosítására vonatkozó követelmények megvizsgálására. Indoklásuk szerint nem tilthatnak be egy nanotechnológiai terméket, hacsak nincs bizonyíték arra, hogy a termék valóban káros a fogyasztó egészségére.

Éppen ezért, bár a nanotechnológia sokat ígér a jövőre nézve, természetes, hogy a fogyasztók, mint minden kezdő technológia esetében, aggódnak az emberi egészségre és a környezetre gyakorolt ​​lehetséges kockázatok miatt.

Az Egyesült Államok piacán 2007 folyamán végzett tanulmányok azt mutatják, hogy jelenleg a nanotechnológiával kapcsolatos fogyasztói ismeretek szintje általában véve alacsony, pontosabban annak alkalmazása a nanoélelmiszerek területén, ez teszi a fogyasztók felé a helyes kommunikációt a funkcionális vagy interaktív ételek étkezésben betöltött szerepe és az azok fogyasztásával járó előnyök egyértelmű kihívást jelentenek.

Nagyon fontos figyelembe venni azt a tényt, hogy a fogyasztókkal nemrégiben végzett tanulmányok növekvő tendenciát mutatnak bizalmatlanságuk terén, különös tekintettel az új termékek címkéjén feltüntetett tulajdonságok és előnyök valódiságára, amelyek a A piacra való tekintettel erős változó a potenciális fogyasztók vásárlási döntéseinek meghozatalában. Lásd a kiegészítő anyagot

A fogyasztói vélemény általában létfontosságú a nanotechnológia élelmiszer-ipari sikeres alkalmazásához. Figyelembe véve a géntechnológiával módosított szervezetek használatával és alkalmazásával kapcsolatos globális vita tanulságait, fontos, hogy a nanotechnológia előnyeit és kockázatait egyaránt nyíltan megvitassák, figyelembe véve a címkézés kérdését. Különösen a "nano" kifejezés vagy a kapcsolódó kifejezések használata egy termékmárka részeként jelenleg nem egyértelműen meghatározott kérdés. Hasznos lenne, ha az élelmiszer-szabályozó testületek iránymutatásokat adnának a helyes és harmonizált kifejezések használatáról a kezdetektől fogva. Például a „nano” kifejezés használatakor fontosnak kell lennie a címkén meghatározni, hogy a nanotechnológiát hogyan alkalmazták a termék fejlesztésében, és miért javítja ez a folyamat a termék minőségét.

Általában a fogyasztók érdeklődése az étrend és az egészség kapcsolatának megismerése iránt jelentősen megnőtt. Manapság az emberek egyre inkább felismerik, hogy az egészséges életmód, beleértve az étrendet is, hozzájárulhat a betegségek és betegségek kockázatának csökkentéséhez, valamint az egészség és a jólét fenntartásához. Ez a fogyasztókat sokkal jobban érdekli a késztermékek és azok összetevőinek tulajdonságainak megértése és megértése. Lásd a kiegészítő anyagot

Ha azonban a nanotáplálékok fogyasztásával kapcsolatos kockázatokról és/vagy előnyökről kérdezzük, tudásszintjük jóval alatta marad más típusú élelmiszerek értékeinek, ami lehetőséget ad kommunikációjuk megfelelő megtervezésére is.

A különböző kormányzati szervezetek egyenlőtlen megközelítését a nanoélelmiszerek meghatározásával, valamint címkézésével és címkézésével kapcsolatban a fogyasztók olyan kiskapuként érzékelhetik, amely lehetővé tenné a termékek piaci bevezetését a jóváhagyásukhoz szükséges megfelelő protokollok és tesztek nélkül. Tekintettel az élelmiszer nanorészecskék, alkotórészek vagy engedélyezett adalékanyagok élelmiszerekben vagy azokkal érintkezésbe kerülő anyagokban való használatának kétértelműségére, a szabályozásért felelős hatóságoknak egyértelmű ajánlásokat kell megfogalmazniuk felhasználásukról és fogyasztásukról.

Végül valószínű, hogy az inkrementális nanotechnológia azon aspektusainak többségét, amelyek lehetővé teszik a termékek minőségének javítását és a jobb összetevők kiválasztását, a standard technológia progresszív változásaként érzékelik.

Vannak azonban olyan kérdések, különösen a nanorészecskék véletlenszerű vagy szándékos felhasználása az élelmiszerekben vagy az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokban, amelyek fogyasztói aggodalmat okozhatnak.

Különösen fontos garantálni, hogy a fogyasztók rendelkezzenek a szükséges eszközökkel a döntéshozatali folyamat kíséretében a nanotechnológia felhasználására tervezett termékek vásárlásakor, időben és formában rendelkezésre álló információk birtokában, hogy értékeljék a termékeikben deklarált előnyöket és tulajdonságokat. címkék.