纳米技术介绍

想象一下:打开冰箱拿牛奶的时候,发现纸箱已经变了颜色:从商店带回家时它是亮蓝色的,但是现在是深棕色的。那只能意味着一件事:牛奶变质了,’不能安全饮用。您甚至都没有尝试去品尝它,以确保:您知道新鲜度的颜色编码指示不是营销,头,而是’是根据特定纸箱内的实际参数(例如温度,湿度和生物活性)得出的。了解纳米技术如何改变世界。

牛奶中可生物降解的纳米传感器使实时监控成为可能。这些只是纳米生物技术在不久的将来可以应用于食品的众多方式之一。

但是,食品行业现在如何使用纳米材料,它们是否安全?在本文中,我们将尝试使内容更加清晰。

宏观,微观和纳米范围

首先,纳米材料到底有多大(或小)?想象一下三个范围。

宏是我们可以用肉眼看到的宏,它’以米,厘米和毫米为单位。

接下来是千分尺:取一毫米并将其分成1,000个零件,您将获得千分尺。在这种规模下,我们发现细菌,病毒和细胞。

在纳米级,事物以纳米为单位测量,即千分之一微米或十亿分之一米。也许,头发是我们不用显微镜就能想象的最接近的纳米:’大约十分之一毫米宽,’由100,000纳米组成。在纳米级,我们可以找到细胞膜(10纳米)和糖分子(1 nm)。

改变的不仅仅是大小

纳米颗粒不仅是微粒的小得多的版本。当减少到纳米级时,给定的物质也可以改变其行为和特性。其中之一是表面积/体积比的增加。但是更重要的是’生物活性的变化。

纳米技术如何改变世界?纳米粒子可以穿过细胞膜,到达属于宏观世界的地方。这一点特别重要,因为活生物体的细胞结构处于微观维度,而生物学过程却发生在纳米级。

纳米技术在食品工业中的应用

这些特性在许多领域都具有巨大的潜力,食品就是其中之一。实际上,从田野到厨房,纳米技术可以应用于食物链的任何步骤,以:

  • 监测作物状况;
  • 更有效地提供农药;
  • 在不改变质地的情况下减少某些成分的数量(想想冰淇淋中脂肪较少但奶油相同的冰淇淋,或炸薯条油较少但松脆相同的炸薯条);
  • 增强食品风味;
  • 使某些营养素更容易被人体吸收;
  • 检测损坏;
  • 杀死细菌;
  • 延长保质期。

尽管许多纳米技术的应用还处于起步阶段,但其中一些已经很普遍了。纳米技术如何改变世界?这是两个常用示例:

增加干粉的流动能力。干粉并不总是完全干燥。实际上,它们倾向于形成结块或“bridges”会中断食品加工设备中的流量,或者粘在施加压力的筒仓壁上。传统的解决方案是用橡皮锤击打阻塞的零件。大型水箱甚至可以配备一个锤子系统,以使粉末团块从墙壁上掉下来。然而,很长一段时间以来,食品工业一直使用硅或二氧化钛的纳米颗粒,它们可防止粉末粘在一起并消除阻塞。这就像将大卵石与较小的卵石混合在一起,因此后者可以起到一种干润滑剂的作用。

抗菌功能。 因为纳米颗粒穿透细胞膜,所以它们可以具有抗菌特性。纳米银就是一个例子,纳米银由于其刺针状结构而杀死细菌。纳米银在食品工业中已经使用了几年,特别是在食品接触表面。

纳米材料安全使用吗?

这取决于。科学的共识是,纳米材料并不是天生的好坏,因此必须分别评估每种材料。尽管对于目前用作食品成分或食品接触表面的那些物质,尚无经证明的毒性,但仍未对其长期作用进行足够的研究。我们不’尚不知道纳米技术如何改变世界。

监管机构和消费者协会担心的是,使它们如此有用的相同属性(例如其穿透细胞膜的能力)也可能对消费者和行业工人有害。

由于其较小的规模,纳米材料的特性和行为可能与它们的宏观版本不同。有时这些变化是完全可以预测的(例如,可以预先计算表面/质量/体积比的增加)。但是,某些变化是无法预测的(例如,化学惰性的材料,例如金, 当它变得催化时’减少到纳米级),可能会导致无法预料的后果。

纳米材料的几种(略有不同)定义

任何风险评估首先都是定义问题。这样的 2015年比较研究 如表2所示,在不同法规中这些不一致。它们的共同点是尺寸:纳米材料通常定义为在1nm至100nm范围内。

但是,正如我们在 欧盟采用的纳米材料定义,还包括其他因素,例如来源(自然,偶然或制造的),状态(未结合,聚集或团聚),浓度(数量分布):

天然的,附带的或制造的材料,包含未结合状态,聚集体或团聚体形式的颗粒,且对于数量分布中50%或更多的颗粒,一个或多个外部尺寸在尺寸范围内1纳米– 100 nm.

诸如溶解度和新特性之类的其他属性不是官方定义的一部分,尽管其他国家也可能包括在内。

同样,通常公认的是,即使材料不在官方的阈值和尺寸范围之内,它们也可能表现出纳米性能,因此通常需要逐案处理方法。

纳米技术如何监管

纳米材料给立法者带来了一个问题:当科学研究还没有时,您如何监管某些事情’完全确定何时’s toxic and when it’不是吗?在保护人与人之间如何取得平衡’健康而不窒息创新?

正如我们之前所说,纳米材料不被认为是好是坏 先验。然而,石棉的例子仍然是最近的:它被广泛使用了数十年,直到其毒性被完全发现。因此,一般的态度是要谨慎行事。纳米技术如何改变世界,我们将在未来发现…

目前,没有一个国家对纳米材料采用特定的法规。根据其目的和功能,它们属于现有法律框架之内,但总的来说,有必要进行售前安全评估。

话虽如此,欧盟和瑞士目前 唯一的世界地区 对纳米材料有具体规定。一些欧盟国家还决定进一步采取行动。在2013年, 法国介绍 纳米材料的强制性报告系统。随后是比利时和丹麦。目前, 没有计划采用欧盟范围的注册.

标签似乎是一个特别脆弱的地方。在欧盟(以及其他国家),’必须在成分列表中指定纳米材料的存在。但是,并不总是遵循此规则 正如法国最近发生的情况所示.

为了帮助消费者做出明智的决定,可以在预防性标签中添加纳米材料,以警示消费者由于交叉污染而可能存在的物质。目前,预防性标签仅适用于过敏原。

结论纳米技术如何改变世界

考虑到纳米材料显示出的巨大潜力,目前对纳米材料的关注是有根据的。但是,与此同时,我们认为应将其在食品工业中的使用量降至最低,并尽可能避免使用。

尽管纳米材料是解决许多加工问题的有效解决方案,但它们并不总是 只要 解决方案。让我们以他们增加粉末流量的能力为例。通过努力改善其混合比,食品生产商无需使用纳米成分即可获得相同的结果。

另一方面,这可能需要大量的实验和反复试验。食品公司真的必须深入研究其混合的不同方面,例如新设备的设计,混合时间以及较大颗粒与较小颗粒的比例,仅举几例。

从长远来看,这种方法可能会证明是成功的。 “清洁标签”趋势现已成为行业标准,各品牌正在改变配方,以使其食品尽可能地自然和最少地加工。因此,即使实际上是允许的,摆脱纳米成分也可能成为常态。

雀巢是全球食品生产商之一,对纳米材料的使用持坚定立场: “我们在食品和饮料产品组合中没有使用纳米技术或纳米材料,但会继续密切关注这一领域的发展。” 我们强烈建议其他公司和食品安全当局仔细研究纳米材料,并尽快达成共识。