Nanotehnologija in živila

Nanotehnologija, nanodelci

Nanotehnologija in nanoznanost sta nov pristop k razumevanju in obvladovanju lastnosti snovi v nanometrskem merilu. Iste snovi lahko pridobijo povsem nove fizikalne in kemijske lastnosti pri velikosti delcev manjših od 100 nm (nm-nanometer je milijardinka metra; 10-9m) in zato tudi biološke lastnosti. Drobne skupke materiala takšnih velikosti imenujemo nanodelci.

Manjši kot je delec, večja je njegova površina glede na njegov volumen. Atomi na površini nimajo vseh sosedov, zato so kemijsko bolj aktivni. Nanodelci imajo na površini veliko večji delež atomov v primerjavi z delci večjih dimenzij, zato postanejo  izraženi kvantno-mehanski pojavi. Nanodelci se razlikujejo od večjih delcev istih snovi, ker imajo drugačne kemijske, električne, reološke, magnetne, optične, mehanske, strukturne in biološke lastnosti od kemijsko enakih makro delcev.

Nanotehnologija izkorišča nanoznanost z uporabo posebnih lastnosti nanomaterialov. Znanstvena odkritja nanoznanosti in uporaba nanotehnologije so izjemni, še posebno na področju uporabe različnih materialov, nanoelektroniki, v medicini, za varovanje zdravja, biotehnologiji, informatiki. Nanotehnologiji pripisujejo razvoj neslutenih razsežnosti. Predstavlja revolucionaren pristop v različnih panogah industrije, tudi v proizvodnji in embaliranju živil.

Več informacij o nanotehnologiji in nanodelcih, ki jih je pripravila Evropska komisija je na voljo tukaj.

Nanotehnologija in živila

Začetek uporabe nanotehnologije na področju živil sega v leto 2000, ko je živilska industrija postavila prve nanotehnološke laboratorije. Dejanska uporaba nanotehnologije v živilih pa je še vedno v povojih. Morebitni vplivi na zdravje ljudi zahtevajo previdnost pri njeni uporabi. Za zdaj se nanotehnologija najbolj uporablja pri razvoju nanostrukturiranih živil, pri detekciji patogenov in onesnaževal prisotnih v živilih, v kmetijstvu, ter pri proizvodnji novih materialov v stiku z živili.

Po informacijah, ki jih je zbrala Evropska agencija za varnost hrane (EFSA) leta 2014, se nanotehnologija največ uporablja pri materialih v stiku z živili.  Predvideva se, da bo uporaba nanotehnologije na področju živil zelo hitro naraščala.

Nanotehnologija in potencialno tveganje za zdravje ljudi

Nanotehnologija je kljub številnim izjemnim nanotehnološkim dosežkom izzvala zaskrbljenost laične in strokovne svetovne javnosti zaradi potencialnega tveganja za zdravje ljudi. Nanodelci iz različnih nanomaterialov lahko vstopajo v telo, bodisi preko kože (zlasti poškodovane kože), prebavil in predvsem dihal. Iz teh vstopnih mest lahko preidejo v območne bezgavke in v krvni obtok, ki jih raznese po vsem telesu v različne organe (predvsem jetra, vranico, ledvice pa tudi v kostni mozeg, srce, možgane…). Vpliv nanodelcev na telo (govorimo o nanotoksičnosti) je različen, odvisen je od fizikalno-kemijskih lastnosti delcev (npr. kemijske sestave, velikosti, oblike, površinskega naboja, prevlek na površini in reaktivnosti površine, kristalne strukture…). Kemijsko enaki, po fizikalno-kemijskih lastnostih pa različni nanodelci imajo lahko zelo različne biološke lastnosti (toksičnost).

Kako se oceni tveganje zaradi izpostavljenosti nanomaterialom uporabljenim v živilih in krmi je EFSA opisala v dveh novejših dokumentih.

V zadnjem času je bilo veliko diskusij o titanovem dioksidu (TiO₂), ki je eden najbolj vsestransko uporabnih nanomaterialov zaradi svojih uporabnih lastnosti – antimikrobne aktivnosti, fotokatalitične sposobnosti in uporabe pri zaščiti pred UV-sevanjem. Uporabljal se je kot aditiv za živila (barvilo). EFSA je leta 2021 ocenila, da zaradi možne genotoksičnosti, aditiv E171 (TiO₂), ki vsebuje tudi nano frakcijo, ni varen, če se uporablja kot aditiv za živila, še posebej zato, ker se uporablja  tudi v živilih, kot so žvečilni gumiji in peciva, ki jih pogosto uživajo otroci in druge ranljive skupine prebivalstva. Francoska agencija za hrano, okolje ter zdravje in varnost pri delu (ANSES) je ugotovila, da ima ta aditiv tudi morebitne rakotvorne učinke. Evropska komisija je uporabo aditiva E171 v živilih letos prepovedala.

Viri:

1. Remškar M. Nanotehnologija in nanodelci. Ministrstvo za zdravje. Urad Republike Slovenije za kemikalije. Ljubljana, 2009.

2. Chaudhry, Q., Castle, L., & Watkins, R. (2010). Nanotechnologies in Food (Vol. Nanoscience & Nanotechnology No. 14). Cambridge: RCS Publishing.

3. RIKILT and JRC, 2014. Inventory of Nanotechnology applications in the agricultural, feed and food sector. EFSA supporting publication 2014:EN-621, 125 pp

4. Guidance on risk assessment of nanomaterials to be applied in the food and feed chain: human and animal health. Pridobljeno s spletne strani: https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/6768

5. Guidance on technical requirements for regulated food and feed product applications to establish the presence of small particles including nanoparticles. Pridobljeno s spletne strani: https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/6769

6. EFSA. Safety assessment of titanium dioxide (E171) as a food additive. Pridobljeno s spletne strani: https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/6585

7. UREDBA KOMISIJE (EU) 2022/63 z dne 14. januarja 2022 o spremembi prilog II in III k Uredbi (ES) št. 1333/2008 Evropskega parlamenta in Sveta glede aditiva za živila titanov dioksid (E 171). Pridobljeno s spletne strani:

https://eur-lex.europa.eu/legal-ontent/SL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32022R0063&from=EN

8. NIJZ. Navodila za izdelavo ocene tveganja za zdravje ljudi zaradi izpostavljenosti kemijskim in mikrobiološkim dejavnikom iz okolja z izbranimi poglavji in praktičnimi primeri I. del  ocene. Pridobljeno s spletne strani: https://nijz.si/publikacije/navodila-za-izdelavo-ocene-tveganja-za-zdravje-ljudi-zaradi-izpostavljenosti-kemijskim-in-mikrobioloskim-dejavnikom-iz-okolja-z-izbranimi-poglavji-in-prakticnimi-primeri-i-del/