Найближчим часом гамбург, що знижує рівень холестерину, буде неможливим. Нанонаука, яку деякі визначають як реструктуризацію їжі на атомному або молекулярному рівні, спрямовану на отримання нано-інгредієнтів з кращими властивостями, - це реальність, в якій як уряд, так і приватна ініціатива інвестують у дослідження та розробки.

точки зору

Не обов’язково посилатися на порядок їх важливості, можна визначити принаймні дві основні функції їжі:

З гедоністичної точки зору, функція їжі полягає у задоволенні очікувань, пов'язаних з її сенсорними властивостями, через сприйняття її ароматів, ароматів, кольорів та текстур, доповнених відповідним споживанням, що дозволяє задовольнити апетит, породжений споживанням енергетичний продукт як фізичної, так і розумової діяльності.

Хоча з фізіологічної точки зору, основна функція полягає у забезпеченні якості та кількості макро- та мікроелементів, необхідних для задоволення харчових потреб, які в збалансованому харчуванні будуть - частково - відповідальними за здоров’я та добробут фізичні особи.

У цьому сенсі є все більше наукових доказів, які підтверджують гіпотезу про те, що певні продукти, а також деякі їх компоненти мають сприятливий фізичний та психологічний вплив, завдяки внеску основних поживних речовин, що доповнюється тим, що сьогодні в день наука про харчування, починаючи з класичного визначення, як уникнути дефіциту мікроелементів та підтримувати достатню макроелементальну достатність, розвинулася до концепцій "позитивного" або "оптимального" харчування.

По мірі того як наука про харчування еволюціонує від «правильного харчування» до «оптимального харчування», дослідники та технології перейшли до зосередження уваги на виявлення біологічно активних компонентів у продуктах харчування, які можуть покращити фізичний та психічний стан, а також зменшити ризик розвитку зараження хворобами.

Встановлено, що багато традиційні харчові продукти, такі як фрукти, овочі, соя, цільні зерна та молоко, містять компоненти, які можуть бути корисними для здоров’я, до яких додається розвиток нових продуктів харчування, які додають або розширюють ці корисні компоненти за станом здоров’я переваги та зручні психологічні ефекти.

Все це в межах групи продуктів, які стали називати "функціональними" і які вживаються як частина звичайного раціону, забезпечують специфічні поживні речовини, які в багатьох випадках діють на рівні основних шляхів метаболізму людського тіла.

Це робить особливо необхідним, щоб, крім своїх “функціональних” властивостей, ці специфічні поживні речовини мали такі атрибути фізико-хімічної стабільності та біодоступності, щоб вони забезпечували їх засвоєння, в той же час залишаючись біологічно активними в точці, де вони повинні брати участь у відповідні метаболічні реакції.

Саме з цієї вимоги, де тоді можна спостерігати існуючу синергію між функціональними продуктами харчування та нанотехнологіями, що породжує інноваційну концепцію "функціональних або інтерактивних нанопродуктів".

Особливості нанотехнологій

Саме з того факту, що фізик Річард Фейман під час конференції Американського фізичного товариства, що відбулася в 1959 році, посилається на початок епохи, коли окремі атоми та молекули могли бути використані для створення складних структур у дуже малому масштабі, концепція "Нанотехнології".

Сьогодні нанотехнологія характеризується розробкою нових продуктів і процесів, в яких використовується речовина, розмір якої коливається приблизно від 0,1 до 100 нанометрів. Оскільки нанометр (нм) становить одну мільйонну частину міліметра, це справді "наука про крихітні". Щоб дати нам порівняльне уявлення, діаметр атома становить приблизно одну десяту нанометра, молекула води має діаметр майже 0,3 нм, молекула ДНК має ширину близько 2,5 нм, а товщина людського волосся близько 80 тис. нм.

Нанотехнологія використовує той факт, що в наномасштабі властивості матеріалу можуть суттєво відрізнятися від властивостей того самого матеріалу в більших масштабах. Наприклад, сонцезахисні креми, в яких використовуються емульсії з оксидом титану (TiO2), які в звичайних умовах мають непрозорий білий колір із функціями блокування ультрафіолетового випромінювання, але які в наномасштабі прозорі, зберігаючи свої блокуючі властивості.

Серед інших застосувань у фармакопеї продукти були розроблені шляхом нанокапсуляції, яка полягає у включенні активних інгредієнтів, таких як вітаміни та/або ферменти, до біорозкладаних нанокапсул, які виділяють свій вміст при контакті з певними клітинами або органічними соками/секретами.

У таких галузях, як сільське господарство, наноциди або розумні пестициди вже розроблені та схвалені для їх інтенсивного використання, які використовують систему контрольованого вивільнення модифікованою полімерною нанокапсулою для набуття селективних властивостей адгезії на частинах рослинних організмів, які їм потрібно захищений. Таким чином, нанокапсули залишаються інертними, поки їх не поглинуть хижі комахи, а потрапивши в їх травну систему, завдяки сокам травного тракту вони вивільняють активну речовину всередині тіла комахи.

Подібно до того, як вона революціонізувала світ медицини та сільського господарства, нанотехнології вже почали вбудовуватися як нова технологія у світ продуктів харчування, розвиваючи концепцію того, що називали "нанопродовольством".

Нанотехнології, застосовані до дизайну продуктів харчування

Електронний мікроскоп і нещодавно розробка таких інструментів, як зондові мікроскопи, дали безпрецедентні можливості зрозуміти неоднорідну структуру продуктів харчування на підрівнях їх молекулярної структури. Це забезпечило нові рішення раніше нерозв'язних проблем у галузі харчової науки та техніки, запропонувавши нові підходи до раціонального відбору сировини або обробки цих матеріалів для поліпшення якості харчових продуктів.

Ця здатність використовувати нанонауку для поліпшення якості матеріалів шляхом розуміння та вдосконалення їх структур на наномасштабі є прикладом виду нанотехнологій, яка отримала назву додаткової нанотехнології. Тоді як, коли зменшення розмірів конструкцій супроводжується змінами властивостей, що забезпечують кардинально нові рішення на рівні інновацій та розвитку нових ринкових можливостей, вони вважаються прикладами того, що називали еволюційними нанотехнологіями.

Потенційний вплив нанотехнологій, що застосовуються до дизайну харчових продуктів, не чужий урядам основних розвинених країн, які до цього десятиліття значно збільшили інвестиції у дослідження та розробки в галузі нанопродовольчих товарів. Див. Додатковий матеріал

На цих самих рівнях інвестицій у дослідження та розробки їх урядовими організаціями є такі країни, як Японія, та основні члени таких громад, як Європейський Союз, включаючи Англію та Німеччину. Див. Додатковий матеріал

В даний час застосування цієї нової технології сприятиме потенційному розвитку продуктів із регулярним рівнем жиру від 25,0% до 35,0%, переробляючи їх із вмістом нижче 1,0% та підтримуючи їх структурні та смакові характеристики на рівні прийнятності звичайних продукту.

Було б можливо підготувати гамбургери, які могли б знизити рівень холестерину або модифікувати їх відповідно до смакових або харчових потреб споживача, крім того, щоб упаковувати їх у упаковки, які завдяки своєму «розумному» складу виявляють та інактивують мікроорганізми, що погіршуються, які можуть мати забруднили продукт, уникаючи його наслідків або попереджаючи про свою присутність у ньому.

З цього, деякі визначають цю технологію як реструктуризацію їжі на атомному або молекулярному рівні, утворюючи наночастинки активних інгредієнтів та компонентів, з метою підвищення безпечності харчових продуктів та оптимізації харчових властивостей, на додаток до поліпшення характерних органолептичних аспектів.

В даний час найважливіші світові компанії з виробництва продуктів харчування створили на горизонті I та II рівнів інноваційні платформи, пов’язані з розвитком процесів та отриманням нових інгредієнтів, що застосовуються для проектування та розробки функціональних нанопродовольчих продуктів.

Деякі приклади цих конструкцій та їх застосування: Див. Додатковий матеріал

Наноінгредієнти, що використовуються в цих додатках, включають наночастинки заліза або цинку, нанокапсули, що містять кофермент Q10 або Омега 3, і стабілізуючі нанодобавки. Він також містить наночастинки каротиноїдів, розчинних у воді з покращенням його біодоступності в асептичних фруктових соках, а також синтетичні лікопіни, затверджені як GRAS.

В даний час, за підрахунками, на міжнародному ринку пропонується близько 600 продуктів та близько 400 - 500 різних застосувань нанотехнологій в упаковці. Можна знайти застосування концепції функціональних нанопродуктів у продуктах, виготовлених з олії ріпаку, хлібобулочних виробах, харчових добавках та добавках, маргаринах та упакованих соках.

Наприклад, в Ізраїлі було розроблено масло каноли, яке містить нанокапельки (міцели) з вітамінами, мінералами та фітохімікатами як антиоксиданти. Інший приклад можна побачити в Австралії, де хлібопекарська компанія розробила нанокапсули, що містять риб’ячий жир з високим вмістом Омега 3, який входить у їх продукцію таким чином, що при попаданні всередину він не випускається, поки продукт не буде виділяється. досягає шлунку, усуваючи негативне сприйняття характерних ароматів риб’ячого жиру під час споживання хліба.

Наночастинки з включенням антиоксидантів розробляються шляхом інкапсуляції та додаються до різних продуктів, таким чином уникаючи їх інактивації на рівні шлунка та першого відділу шлунково-кишкового тракту, за допомогою яких вони включаються в кров до концентрацій, вищих ніж 70%, збільшуючи тим самим ефективність його функції на клітинному рівні.

Нанотехнологічна орієнтація у промисловості

Враховуючи те, що концепція нанотехнологій швидко розширюється, особливо в країнах з високим технологічним розвитком, можна очікувати, що за дуже короткий проміжок часу переробники функціональних нанопродуктів представлять на ринку важливу пропозицію нових продуктів і упаковка, розроблена за цією технологією.

В принципі, фокус розробок спрямований на отримання нано-інгредієнтів з кращими властивостями з точки зору поглинання та біодоступності, які включають вітаміни, мінерали, незамінні жирні кислоти та інші поживні речовини та нутрицевтики, ніж у світлі прийому, рекомендованого щодня, означало б можливість оптимізації його вмісту у складі нанопродуктів, у яких вони присутні.

Це означає, що ці самі виробники та маркетологи стикаються з низкою викликів, які є ключовими для успіху чи провалу в розробці та виведенні на ринок цих інноваційних продуктів, і які включають фактори, пов'язані з:

• Технологія
• Регулювання
• Спілкування

З технологічної точки зору управління та обробка знань, щоб вони були доступні в потрібний час для прийняття рішень, а також можливість своєчасного виходу на ринок є елементами, які присутні з моменту аналізу доцільність нових проектів, що включають розробку нанопродуктів, таких як ті, що згадані в попередніх параграфах.

Враховуючи, що білки в їжі часто мають кулясті структури розміром від 1 до 10 нм, і що більшість полісахаридів та ліпідів є лінійними структурами порядку нанометрів, можна думати про сотні можливих застосувань харчової нанотехнології.

Розуміння природи наноструктур у харчових продуктах дозволить кращий вибір сировини та вищу якість їжі завдяки трансформації. Такі методи, як електронна мікроскопія та нові зондові мікроскопи, такі як атомно-силова мікроскопія (АСМ), почали розкривати природу цих структур, що дозволить раціонально їх відбирати, модифікувати та трансформувати як більш ефективні функціональні інгредієнти.

Переходячи до аспектів, пов'язаних з регулюванням харчових продуктів, еволюція в галузі харчових продуктів до концепції "оптимального харчування" та зростаюча перспектива використання нанотехнологічних продуктів у цій галузі викликає великі дискусії.

Ось чому, без сумніву, до технічних можливостей виробничих та збутових компаній, а також дослідницьких та дослідницьких груп, повинна бути додана можливість залучати експертів у цій галузі з ранніх стадій проекту. регулювання таким чином, щоб заздалегідь знати відповідні законодавчі вимоги щодо розробки та комерціалізації нових продуктів, заснованих на використанні нанотехнологій, а також сприяти участі її експертів у форумах для аналізу та обговорення стандартів а також чинне та майбутнє законодавство, що заздалегідь враховує досягнення науки.

Наприклад, у Великобританії Королівське товариство та Королівська інженерна академія представили звіт про нанотехнології. Вони виявили брак знань про біоакумуляцію та токсичність наночастинок. Виходячи з цього, рекомендується застосовувати наноелементи у продуктах з обережністю, поки не з’явиться додаткова інформація щодо їх безпеки.

Хоча регулюючі органи сприяють обережності політики щодо використання нанотехнологій, вони передбачають, що більшість її застосувань у харчових продуктах вважаються схваленими як безпечні та корисні для споживача. Загалом пропонується оцінювати нові товари в кожному конкретному випадку та вивчати будь-які вимоги щодо модифікації нормативних актів. Їх аргументація полягає в тому, що вони не можуть заборонити нанотехнологічний продукт, якщо немає певних доказів того, що цей продукт насправді шкідливий для здоров'я споживача.

Ось чому, хоча нанотехнології обіцяють багато на майбутнє, природно, що, як і у випадку з усіма починаючими технологіями, споживачі стурбовані можливими ризиками для здоров’я людей та довкілля.

Дослідження, проведені на американському ринку протягом 2007 року, показують, що в даний час рівень знань про нанотехнології споживачами загалом є низьким, а конкретніше їх застосування в області нанопродовольчих товарів, це робить правильну комунікацію щодо споживачів щодо ролі функціональної або інтерактивної їжі в їжі, а також переваги, пов'язані з їх споживанням, є очевидною проблемою.

Дуже важливо взяти до уваги той факт, що нещодавні дослідження зі споживачами демонструють зростання тенденції до їх недовіри, особливо щодо правдивості властивостей та переваг, задекларованих на етикетках нових продуктів, які з точки зору З точки зору ринку, це сильна змінна у процесі прийняття рішень про придбання потенційними споживачами. Див. Додатковий матеріал

Думка споживачів, як правило, має життєво важливе значення для успішного застосування нанотехнологій у харчовій промисловості. Беручи до уваги уроки глобальної дискусії щодо використання та застосування генетично модифікованих організмів, важливо, щоб як переваги, так і ризики нанотехнологій обговорювались відкрито, розглядаючи питання маркування. Зокрема, використання терміна "нано" або суміжних термінів як частини торгової марки товару на сьогодні є проблемою, яка не є чітко визначеною. Було б корисно, якщо органи з контролю за харчовими продуктами нададуть вказівки щодо того, як використовувати правильні та узгоджені терміни з самого початку. Наприклад, коли використовується термін "нано", на етикетці має бути важливо визначити, як нанотехнології використовувались при розробці продукції, і чому цей процес покращує якість продукції.

Загалом, інтерес споживачів до вивчення взаємозв’язку між дієтою та здоров’ям значно зріс. Сьогодні люди все більше усвідомлюють, що ведення здорового способу життя, включаючи дієту, може допомогти зменшити ризик захворювань та хвороб, а також підтримувати здоров’я та добробут. Це робить споживачів набагато більше зацікавленими у розумінні та розумінні властивостей як готової продукції, так і їх інгредієнтів. Див. Додатковий матеріал

Однак на запитання про ризики та/або переваги, пов’язані зі споживанням нанопродовольчих продуктів, рівень їх знань значно нижче значень інших видів їжі, що також дає можливість правильно планувати своє спілкування.

Нерівний підхід різних державних організацій щодо визначення нанопродовольчих товарів, а також їх маркування та маркування, може сприйматися споживачами як лазівка, яка дозволить виводити продукцію на ринок без відповідних протоколів та тестів на їх затвердження. Враховуючи неоднозначність ситуації щодо використання харчових наночастинок, інгредієнтів або дозволених добавок у харчових продуктах або матеріалах, що контактують з ними, органи, відповідальні за регулювання, повинні дати чіткі рекомендації щодо їх використання та споживання.

Нарешті, цілком ймовірно, що більшість аспектів додаткових нанотехнологій, що дозволяють поліпшити якість продукції та вибрати кращі інгредієнти, будуть сприйматися як поступові зміни у стандартній технології.

Однак є деякі проблеми, зокрема, пов'язані з випадковим або навмисним використанням наночастинок у харчових продуктах або матеріалах, що контактують з їжею, що може викликати занепокоєння споживачів.

Особливо важливо забезпечити, щоб споживачі могли мати необхідні інструменти, що супроводжують процес прийняття рішень при купівлі продуктів, розроблених на основі використання нанотехнологій, маючи інформацію, доступну вчасно та у формі для оцінки переваг та властивостей, задекларованих на їх етикетках.