vad du behöver veta om nano-mat

vilka är de praktiska tillämpningarna av nano-livsmedel?

nanoteknologi är vetenskapen om mycket, mycket liten. Mätt i miljarddelar av en meter, nanopartiklar är liknande i skala till virus, proteiner och antikroppar. Du kan passa tusentals nanopartiklar inuti bara en av dina röda blodkroppar, vilket ger gott om utrymme att spara.

att manipulera mat i denna skala kan bidra till att utveckla fettsnåla livsmedel som fortfarande smakar bra, eller låta tillverkare packa mer näringsämnen i annars vitaminfria livsmedel. Denna teknik bör inte nödvändigtvis vara alarmerande, eftersom människokroppen redan är van vid att hantera nanoskala mat. Våra tarmar bryter vad vi äter ner till bitar av nanostorlek så att kroppen kan absorbera näringsämnen i tarmen, till exempel.

nanoteknik är också redo att skapa bättre livsmedelsförpackningar. Det kan till exempel minska mängden plast som används eller göra Behållare smartare genom att bygga in sensorer som berättar om maten inuti fortfarande är färsk.

livsmedelsindustrin har oavsiktligt använt nanoteknik i flera år. Majonnäs är en emulsion av små partiklar, där olja och vatten tvingas blandas utan att separera. Men forskare utvecklar nu tekniker som gör att dessa små droppar kan skräddarsys exakt för att ge dem specifika smaker eller texturer. Majonnäs förblir tjock och krämig eftersom ”det finns så många fettdroppar att de delar vattnet i fickor”, säger Kathy Groves, mikroskopist vid kontraktsforskningsföretaget Leatherhead Food Research i Storbritannien. Det betyder att det vanligtvis är 70% Fett-långt ifrån idealiskt om du är på diet.

ett sätt att minska fettinnehållet under 40% är att tillsätta mer vatten, plus lite stärkelse för att se till att majonnäs inte blir för rinnande. Men ett helt smakligare tillvägagångssätt är att manipulera dropparnas struktur på nanoskalan. Groves och hennes kollegor utvecklar tekniker för att ersätta insidan av fettdropparna med vatten, vilket skapar en emulsion som har samma struktur, men mindre fet än den riktiga saken.

forskare utvecklar också nanometerstora saltkorn, ungefär tusen gånger mindre än normalt bordsalt. Att hugga upp ett saltkorn i dessa mindre partiklar ökar dess yta en miljon gånger, vilket innebär att din mat behöver mycket mindre salt för att ge dina smaklökar samma salta spark. Det kan vara en välsignelse för dem som, oroliga för högt blodtryck, försöker minska sitt saltintag.

när det gäller förpackning används nanotech redan i USA för att stoppa öl som går platt. Plast ölflaskor som används av brewer SABMiller innehåller fläckiga nanopartiklar av lera, som fyller mycket mer utrymme i flaskans väggar än plastmolekyler. Det gör det mycket svårare för kolsyrad koldioxid att fly från ölet – eller för syre, vilket kan förstöra ölens smak, att komma in. I framtiden kan smart nano-förpackning kunna ändra färg om den upptäcker de gaser som avges genom att förstöra mat, så att konsumenterna kan fatta välgrundade beslut om vad som är säkert att äta.

varför skulle jag äta nano-mat?

en mängd nanoteknik som ska användas i mat är under utveckling, och några produkter har slagit marknaden. Men experter säger att den traditionellt konservativa livsmedelsindustrin är osannolikt att anta nanoteknik i stor skala om det inte har övertygande fördelar för deras verksamhet eller deras kunder.

en av de viktigaste användningarna kan vara att leverera mer vitaminer och mineraler genom maten vi äter. Nanopartiklar kan inkapsla vitamintillskott, som kan läggas till vardagliga livsmedel som bröd.

viktiga mineraler kan få samma behandling. ”Vi arbetar för att göra nano – baserade järntillskott som är säkra och bieffektfria”, säger Jonathan Powell, chef för biomineral forskning vid Medical Research Councils Human Nutrition Research Center i Cambridge, Storbritannien.

det finns växande bevis för att kroppen lagrar järn som fasta, olösliga nanopartiklar som bara bryts ner till användbara atomer när de kommer in i våra celler. Kosttillskott som innehåller järn i löslig form kan vara giftiga i mycket höga doser, eftersom de skadar tarmen. Powell vill smyga järn direkt i celler i sin olösliga nanopartikelform – piggybacking på kroppens naturliga väg – för att göra ett effektivare tillskott.

Powell har också undersökt hälsoeffekterna av nanopartiklar som är främmande för kroppen. Nanopartiklar av titandioxid används ofta i solkrämer, där de skärmar ut skadliga ultravioletta strålar. Powell har funnit att om titandioxid nanopartiklar kommer in i kroppen, kan de ackumuleras i delar av tunntarmen som används av vårt immunsystem. Även om hälsoeffekterna av denna ackumulering inte förstås, anser Powell att tillverkare bör undvika att använda nanopartikeltillsatser som inte har en klar fördel.

så var hamnar nanopartiklar om kroppen inte kan bryta ner dem?

forskare börjar bara ta itu med den frågan. Storbritanniens Food Safety Authority (FSA) har kört två projekt som ser specifikt på vad som händer när nanopartiklar intas och resultaten beror på de närmaste månaderna.

Sandy Lawrie, chef för nya livsmedel vid FSA, hoppas att forskningen kommer att hjälpa företag som planerar att använda nanoteknologi testa säkerheten för sina produkter.

bortsett från dessa studier finns det relativt lite toxikologiska data om intagna nanopartiklar, även om det inte nödvändigtvis betyder att nanopartiklarna är farliga, säger Lawrie.

vem gör nano-mat?

försök att ta reda på detaljerna om vad livsmedelsföretag gör med nanoteknik, och du kommer sannolikt att rita ett tomt. ”Applikationen av nanotechnologies i livsmedelsindustrin är på ett tidigt stadium, och så vitt vi vet använder den brittiska mat-och dryckestillverkningsindustrin för närvarande inte konstruerade nanomaterials i livsmedelsprodukter, deras bearbetning eller deras förpackning.”Så säger Storbritanniens mat och dryck Federation, som representerar livsmedelsproducenter.

Nestl säger att det håller ett vakande öga på utvecklingen inom matnanoteknik, men inte gör någon egen forskning. Heinz tar samma linje och säger att det övervakar fältet men inte deltar aktivt.

det var en ganska annorlunda historia tillbaka i 2005, när industrianalytikern Mark B Jacobnger, en forskningsdirektör vid Lux Research i San Francisco, Kalifornien, deltog i World Food Technology and Innovation Conference i Dublin, Irland. I en rapport från mötet skrev han: ”vi pratade med företag som sträcker sig från Unilever till startup Derevo om nanoteknikens tillämpningar inom livsmedelsindustrin i varje steg i nanoteknikens värdekedja.”

Varför har företag blivit så coy sedan dess? B bisexnger tyder på att det kan återspegla en verklig nedgång i intresse, kanske på grund av regleringsutmaningar. Han förväntar sig att nanotekniken som används för att leverera kosttillskott, till exempel, först kommer att ta sig in i medicinska tillämpningar, en arena där nya produkter går igenom strängare tester.

detta backas upp av siffror från projektet på framväxande nanoteknik vid Woodrow Wilson International Center for Scholars i Washington, DC. I sin inventering av mer än 1000 kommersiella produkter som innehåller nanopartiklar listas bara fem i livsmedelskategorin.

Men David Carlander, chef för advocacy för Nanotechnology Industries Association (NIA), baserad i Lissabon, Portugal, misstänker att företag kan göra mer arbete på nanoteknik än de är beredda att erkänna. ”Jag tror att det här är hur flera stora företag agerar, och mängden” övervakning ”de gör kan i praktiken vara ganska betydande”, säger Carlander.

under 2010 genomförde House of Lords committee on science and technology en fördjupad undersökning av nano-mat, och dess rapport kritiserade livsmedelsindustrin för sin hemlighet i ämnet. Och förra året utfärdade FN: s livsmedels-och jordbruksorganisation en rapport om mat och nanoteknik som väckte liknande oro över brist på öppenhet om vad livsmedelsindustrin gjorde med nanoteknik.

Sandy Lawrie, chef för nya livsmedel vid Storbritanniens Food Standards Agency, säger att de uppmuntrar företag att komma till dem med information om vad de har utvecklat, men hittills har det bara varit ett ”litet antal förfrågningar” från företag som utvecklar nya livsmedel med nanoteknik. För allt löfte om nano-livsmedel, tillägger han,”det finns mycket prat om det men väldigt få produkter att visa för det”.

var kommer nano-mat från?

vissa nanostrukturer förekommer naturligt i livsmedel; andra kan tillsättas av livsmedelsproducenter. Men det finns ett annat sätt att nanoteknik kan komma in i livsmedelskedjan – från grunden. Vid Clemson University i South Carolina använder matbiologen Jeremy Tzeng nanoteknik för att ta itu med de problem som kan orsakas av att mata antibiotika till djur. Den rutinmässiga användningen av antibiotika i djurfoder är förbjuden i Europa, eftersom mikrober blir alltmer resistenta mot dessa väsentliga läkemedel. Detta kan i sin tur göra mänskliga infektioner svårare att behandla.

Tzeng utvecklar nanopartiklar som kan ta plats för dessa antibiotika hos kycklingar. Partiklarna binder till bakterier och klumpar sedan ihop, passerar genom kycklingen tillsammans med andra fekala ämnen. Hittills verkar de polystyrenbaserade partiklarna han använder inte orsaka kycklingarna någon nöd eller viktminskning, men det finns fortfarande viktiga frågor att ta itu med. ”Vår oro är vad nanomaterialets påverkan är på miljön”, säger Tzeng.

det är inte det enda sättet att nanoteknik kan användas på gården. ”Nanoteknologier används för att tillverka olika bekämpningsmedel”, säger Kai Savolainen, chef för Forskningscentret nanosäkerhet vid Arbetshälsoinstitutet i Helsingfors, vilket ger en rad fördelar. ”De har en bättre förmåga att hålla fast där de ska – till rötter eller löv eller till ogräs”, säger han.

gödselmedel kan levereras i nanopartiklar som levererar de väsentliga näringsämnena mer effektivt. När konventionella gödselmedel appliceras på ett fält, mer än hälften av kvävet de innehåller läcker ut genom jorden, eller förloras i luften, säger nanoteknikforskaren Maria DeRosa från Carleton University i Ottowa, Kanada. Grödor missar inte bara deras foder, det ökar också kväveföroreningar som kan orsaka oönskade algblomningar i vattenvägar. Att använda gödselmedel i form av nanopartiklar kan göra det mycket lättare för växter att absorbera, vilket drastiskt minskar den mängd som bönderna behöver lägga på sina åkrar. Detta kan ha andra spin-off fördelar – ungefär 1% av världens energiproduktion används för närvarande för att göra gödselmedel, så att skära ner kan minska växthusgasutsläppen som processen skapar.

att lägga till nanopartiklar av titandioxid till gödselmedel kan hjälpa till att bryta ner oönskade bakterier, medan andra nanopartiklar har använts för att långsamt frigöra kemiska föreningar som reglerar växttillväxt, tillägger DeRosa.

är det säkert?

i Europa utlöste ankomsten av genetiskt modifierade (GM) livsmedel på 1990-talet en PR-katastrof som effektivt har stängt industrin. Nanotech-förespråkare är desperata för att undvika att bli tjärade med samma borste.

”parallellerna är obestridliga”, säger Kathy Jo Wetter, som arbetar med nanotech-problem med ETC-gruppen, en kampanjorganisation som är intresserad av teknikens inverkan på hälsa och miljö. ”Produkter har rusats till marknaden utan korrekt bedömning och praktiskt taget ingen offentlig diskussion.”

men även om de ville, får livsmedelsföretag inte använda smarta nya nanoteknologier i sina produkter utan myndighetsgodkännande. ”Trots några tidigare bekymmer att användningen av nanomaterial i mat var väsentligen oreglerad, är det uppenbart att nanoteknologier i mat regleras”, säger Diana Bowman, en expert på risk och folkhälsa vid University of Michigan.

alla livsmedel som innehåller nanomaterial, eller bearbetas med nanoteknik, faller under samma regler som konventionell mat. Nästa utmaning, som Bowman säger ännu inte har tagits upp, är att ta reda på hur effektiva befintliga regelverk är för att titta på några nya effekter associerade med nanoteknik. ”Det här är fortfarande en öppen och mycket debatterad fråga”, säger Bowman.

fram till nyligen har industrin inte krävts att märka produkter som innehåller nanomaterial. Men det förändras. Europeiska unionen införde nyligen nya regler för kosmetika och livsmedelsmärkning, säger Bowman. Från slutet av 2014 kommer det att bli ett lagligt krav att tydligt märka livsmedelsprodukter som innehåller nanomaterial – även om reglerna inte täcker tillverkningsprocesser.

det är ett steg i rätt riktning, säger Kai Savolainen, chef för Forskningscentret nanosäkerhet vid Arbetshälsoinstitutet. Han säger att han är oroad över att just nu behöver livsmedelsproducenter inte förklara specifikt om de använder nanoteknik. ”Jag känner att jag borde ha rätt att veta vad jag lägger i min mun”, säger han.

Savolainen säger att medan han inte förutser några större risker från nanofoods, behövs fler säkerhetsstudier som specifikt tittar på intag av nanopartiklar. ”Det finns tusentals nanosäkerhetsstudier, men väldigt få av dem kan användas för riskbedömning”, säger han.

europeiska tillsynsmyndigheter försöker också se till att nanoteknik inte blir nästa GM. Kommande regler om övervakning av nya livsmedel skrivs om för att införliva kontroller och balanser för nanoteknik.

Bowman säger att det är viktigt att undersöka och debattera användningen av nanoteknik i mat nu, snarare än att vänta tills det finns en konsumentbakslag. ”Länder som USA, Storbritannien, Europeiska unionen mer allmänt, Australien och Nya Zeeland har varit extremt proaktiva när det gäller att undersöka effektiviteten i deras regelverk för att hantera nanoteknik”, säger hon.

håller med eller håller inte med den här artikeln? Ge oss dina åsikter och hjälp forma debatten om nanoteknik i kommentarfältet nedan.

{{#ticker}}

{{topLeft}}

{{bottomLeft}}

{{topRight}}

{{bottomRight}}

{{#goalExceededMarkerPercentage}}

{{/goalExceededMarkerPercentage}}

{{/ticker}}

{{heading}}

{{#paragraphs}}

{{.}}

{{/paragraphs}}{{highlightedText}}

{{#cta}}{{text}}{{/cta}}

Remind me in May

vi kommer att kontakta dig för att påminna dig om att bidra. Håll utkik efter ett meddelande i din inkorg i maj 2021. Om du har några frågor om att bidra, vänligen kontakta oss.

• Dela på Facebook
• Dela på Twitter
• dela via e-post
• Dela på LinkedIn
• Dela på Pinterest
• Dela på WhatsApp
• Dela på Messenger