Нанопродукты будущего

Модные нынче нанотехнологии могут найти применение в приготовлении продуктов питания: с их помощью можно изменить питательные свойства еды и ее вкус. В силу своего размера наночастицы легко проникают через биологические мембраны и физиологические барьеры организма, встраиваясь в живые клетки.

Обогащенные таким образом микроэлементами продукты в ближайшем будущем могут стать недорогим источником полезных веществ. Также наночастицы можно применять для улучшения свойств пищевых добавок, усиления ароматизаторов и красителей.

О дивный наномир

Гордое имя "нанопродукт" еда носит, если при ее выращивании, производстве, переработке или упаковке использовались наночастицы. Крупные производители продуктов питания, такие как компании Kraft, Nestle, Heinz, Altria, Unilever, последние годы активно занимаются изучением нанотехнологий, считая, что за этим будущее.

В Kraft Foods считают, что наноеда будет подстраиваться под индивидуальный вкус каждого потребителя. То есть, купив стандартный продукт, человек сможет изменить его вкус, цвет и аромат, управляя активностью наночастиц.

Пока что влияние наночастиц на организм человека изучено слабо, но нанопродукты уже появились на прилавках магазинов. Наноеда неотличима от натуральной, на ее упаковке нет специальных пометок, так как сертификация в этой области пока отсутствует, поэтому, сами того не подозревая, вы вполне можете полакомиться наночастицами.

Наибольшее число таких продуктов продается в странах Юго-Восточной Азии и Китае. В Европе отношение к модифицированным продуктам пока настороженное, хотя отдельные наноэкземпляры попадаются.

Так, на прилавках голландских магазинов недавно появилось вино Nano Wine. При комнатной температуре Nano Wine имеет вкус фруктового вина из винограда мерло, однако при изменении температуры вкус и запах напитка меняются в сторону земляных оттенков. Таким образом, покупая одну бутылку вина. можно угодить сразу нескольким людям с разными вкусами: любителям каберне, пино нуар, кьянти. Или сканер услуги использовать.

Достигается это за счет изменения свойств молекулярных соединений, которые придают вину его свойства. К вину прилагается подробнейшая инструкция, рассказывающая, сколько времени и при какой мощности микроволновой печи нужно нагревать вино, чтобы оно получило то или иное свойство.

При помощи нанокапсул, содержащих жир тунца, производители обогащают хлеб марки Tip Top Bread жирными кислотами омега-3. Также в заграничных магазинах можно приобрести молоко с наночастицами, позволяющее быстрее усваивать кальций, и напитки с наночастицами антиоксидантного зеленого чая.

Одна из самых доступных на сегодняшний день сфер использования технологий - упаковка, за счет которой продукты долгое время будут оставаться свежими вне холодильника, или наноупаковка, меняющая цвет по истечении срока годности продукта. Также планируется в будущем покрывать овощи и фрукты для защиты от грязи безвредной и безвкусной нанопленкой, которая разлагается в желудке, передает ИА "Казах-Зерно".

Вырасти бифштекс на кухне

"Отец нанотехнологий" - американский инженер Эрик Дрекслер - видит в наночастицах огромный потенциал для гастрономии. На прошлогоднем международном научном форуме в Москве он рассказал о системах, основанных на нанотехнологиях, которые смогут производить свежую еду круглый год прямо дома. Таким образом можно будет получать овощи, зерно и даже мясо.

Как вы относитесь к наноеде? Никак? Вы даже про неё не знаете? Пришло время вас «обрадовать»: наноеда - это не фантастика, а реальность наших дней. Для начала определимся с термином.

Что такое наноеда?

Наноеда - это еда, в которую были внедрены мельчайшие частицы (нано-частицы), изменившие её свойства. В качестве наночастиц выступают как органические, так и неорганические вещества.

В принципе, идея прекрасная: сделать еду более качественной, интересной и экологически безопасной. Из того, что уже есть на сегодняшний день:

• хлеб, который долго не черствеет;
• упаковочная плёнка, которая долго сохраняет продукты свежими;
• съедобная упаковочная плёнка;
• вино, меняющее вкус в зависимости от температуры его нагрева.

Что такое наночастица?

Наночастица - это крохотное вещество размером от 1 до 100 нанометров. Такого же размера вирусы и простейшие. Они легко встраиваются в уже готовые молекулы и придают им новые свойства. Сегодня учёные всего мира, и не в последнюю очередь те, что связаны с производством продуктов питания пытаются изучать и использовать нано для приготовления супер-еды, Еды, которую предсказывали фантасты - не натуральной, а синтетической. К счастью, для полной нанизации продуктов ещё далеко, а вот изменение свойств - уже реальность.

Как влияют наночастицы на человека?

Вопросами нанобезопасности заинтересовался научный центр биомедицинских технологий РАМН в Москве в лице Н.Н. Каркищенко. Как ведут себя наночастицы в организме человека? С пищей они попадают в пищеварительный тракт. А дальше? Выводятся или проникают в кровь? Оказывается, проникают и путешествуют по организму, встраиваясь в клетки самых разных органов, тканей и систем. Причём встраиваются так, как макросоединения не сделают. Например, в митохондрии клеток, в результате чего резко снижаются энергоресурсы организма с непонятными пока последствиями. Одними из самых изученных наночастиц являются фуллерены. Фуллеренил оказывает защитное действие на клетки печени, находящейся «в стрессе», а вот если клетки печени функционируют нормально, то он оказывает противоположный эффект - повреждает их. Сегодня считается что фуллеринол, проникая через гематоэнцефалический барьер, защищает центральную нервную систему от повреждения свободными радикалами и нормализует поведенческие реакции. Но кто знает, что выяснится завтра?

Глобальные проблемы наночастиц

Н.Н. Каркищенко обращает внимание на то, что изучение наночастиц в настоящее время вызывает большие затруднения. Дело в том, что традиционные исследования на мышах и крысах приводят к тому, что крысы меняют свойства от поколения к поколению настолько, что сложно определить, вызвано ли это воздействием наночастиц, либо какими-то другими факторами. Компьютерное моделирование пока ещё нельзя использовать, так как многие расчётные данные не известны. Вот и получается, включая мельчайшие частицы в продукты для удовлетворения сиюминутных потребностей, человечество проводит эксперимент над собой. И его последствия могут оказаться самыми неожиданными.

Наноеда: прекрасная или опасная?

Подскочило давление? Тогда вам срочно надо скушать вон тот стейк зеленого цвета – он снизит вам давление. Скажете, фантастика? Вовсе нет – применение в производстве пищи нанотехнологий позволит получать еду не только вкусную и полезную, но и улучшающую состояние организма, уверяют ученые. У потребителей перспективы перехода на наноеду вызывают, скорее, тревогу. Что за «зверь» идет на смену генномодифицированным продуктам и скоро ли он появится на российском столе?

Знаете ли вы, что за малопонятным словом наноеда (nanofood) стоит вполне конкретный рынок объемом в семь миллиардов долларов? И обозначаются этим словом вовсе не порции еды микроскопических размеров, хотя приставка нано– (от греч. nános – карлик) и означает десять к минус девятой степени, или одну миллиардную. К примеру, размер вируса составляет примерно 100 нанометров.

Мясо зеленеет, булочки блестят

Наноеда, или нанопища – это любые продукты питания, для производства которых использовались нанотехнологии, то есть технологии, основанные на манипуляции отдельными атомами и молекулами для построения сложных структур.

Во многих странах нанотехнология, или, как ее еще называют, «наука маленького», является одним из приоритетов инновационной политики. По данным US NanoBusiness Alliance, к 2008 году объем мирового рынка нанотехнологий достигнет 700 млрд долларов, а к 2015 году – 1 трлн. Наибольшая доля инвестиций принадлежит США, Японии, странам Западной Европы. Остальные инвестиции примерно поровну распределены между Китаем, Россией, Южной Кореей, Канадой и Австралией. Область применения нанотехнологий чрезвычайно широка – от производства военной и космической техники до медицины и генной инженерии.

К наноеде относится и пища, у которой с применением нанотехнологий изготовлена лишь упаковка, ведь трудно же отрицать, что для ряда продуктов качество упаковки имеет первостепенное значение. Впрочем, замыслы ученых относительно применения этих технологий в производстве пищи носят куда более масштабный и амбициозный характер. Они надеются, что их применение в фермерских хозяйствах (при выращивании зерна, овощей, растений и животных) и на пищевых производствах (при переработке и упаковке) приведет к рождению совершенно нового класса продуктов, которые со временем вытеснят с рынка генномодифицированную еду. К примеру, подобное мнение высказывается экспертами международной исследовательской организации ЕТС Group. Уже через пару десятков лет не только горожане будут есть продукты нового типа, но и в сельском хозяйстве станут использоваться удобрения и семена с нанодобавлениями, говорится в докладе, подготовленном для Королевского научного общества Великобритании (Royal Society).

Согласно докладу «Нанотехнологии в сельском хозяйстве и пище», подготовленном британским Институтом нанотехнологий (Institute of Nanotechnology), нанопродукты могут содержать видоизмененные молекулы, придающие еде необычные свойства: например, пища может быть непривычного цвета или даже… светиться в темноте. На потребительском рынке уже несколько лет ходят слухи, что первые образцы «наномяса»… зеленого цвета. Но это, скорее, частности, игра ученых умов. Основные же надежды прежде всего связаны с улучшением питательных свойств, вкуса и полезности продуктов, а также cо снижением производственных издержек.

Крупные пищевые корпорации активно приветствуют нанодостижения. Их привлекает гипотетическая возможности производить стейки и сандвичи, способные не портиться по пять-семь лет, и фрукты, покрытые защитной нанопленкой, отталкивающей грязь. Такая пленка невидима, неощутима на вкус; она разлагается в желудке без всякого вреда для него и выводится естественным путем. Это, кстати, о роли упаковки.

Верю – не верю!

Ученые – оптимисты, такие, как профессор Университета Аархуса (University of Aarhus, Дания) Нильс Кристиан Нильсен, уверены, что нанотехнологии сотрут грани между научными дисциплинами; так, при помощи наноцепочек, «прикрепленных» к еде, можно будет улучшать состояние тканей организма и устраивать профилактику внутренним органам. Однако не все ученые настроены столь радужно: недавние наблюдения доктора Александры Портер из Кембриджского университета (Cambridge University) за проникновением и перемещением внутри человеческих клеток наноматериалов показали, что их взаимодействие с внутриклеточными белками, органеллами и особенно ДНК «заметно увеличивает ядовитый потенциал наноматериалов».

Неудивительно, что потенциальные потребители изрядно обеспокоены: опрос, проведенный германским Федеральным институтом по оценке рисков (Bundesinstitut für Risikobewertung,BfR) по поручению властей Евросоюза, показал, что большинству потребителей наноеда представляется такой же сомнительной и опасной, как трансгенная продукция. При этом респонденты вовсе не против применения нанотехнологий в других, непищевых, сферах. Большинство противников применения нанотехнологий в пищевом производстве опираются, скорее, на эмоции, чем на факты, констатирует президент BfR Андреас Хенсель.

Однако опрос выявил и другую тенденцию: что касается информации о нанотехнологиях, то подавляющее число граждан гораздо больше доверяют обществам по защите прав потребителей, нежели обещаниям представителей бизнеса и заверениям политиков.

И неудивительно. По данным Международного научного центра Вудро Вильсона (Woodrow Wilson International Center for Scholars, США), в настоящее время на рынке представлено более 500 потребительских товаров, содержащих наноматериалы. Их производители идентифицированы. Проблема в том, что производители не обязаны раскрывать факт присутствия наночастиц, и поэтому покупатели не могут сделать полностью осознанный выбор. А это говорит о том, что в сфере регулирования данного вопроса существует правовой вакуум, причем не в пользу потребителей. Опрос, проведенный в 2007 году 15 правительствами, установил по меньшей мере 70 наноновинок, имеющих отношение к еде.

По оценке консалтинговой фирмы Helmut Kaizer Consultancy, к 2010 году рынок нанотехнологий в области производства продуктов питания может достичь 20,4 млдр долларов! Почему так много? Потому что уже сейчас все ведущие компании по производству еды и напитков инвестируют бешеные деньги в исследования в этой сфере. Их представители в СМИ и на форумах заявляли, что нанопродуктам принадлежит будущее. Один из главных аргументов – польза для здоровья: с помощью нанотехнологий можно, с одной стороны, увеличивать содержание витаминов в еде, а с другой – уменьшать содержание вредных веществ. Кроме того, снижение издержек при производстве питания очень важно для развивающихся стран.
Однако и потребители, и ученые, и бизнесмены, занятые в «съедобном» бизнесе, сходятся в одном: прежде чем приступать к массовому выпуску нанопродуктов, необходимо провести множество глубинных исследований. И, судя по количеству грантов и объему инвестиций, такие средства у корпораций в разных странах имеются.

В России, как и в остальном мире, все также вдруг заговорили о «нанореволюции», причем развитие нанотехнологий стало модой даже не столько научной, сколько политической. Президент выдвинул инициативу «Стратегия развития наноиндустрии», и для ее реализации создана государственная Российская корпорация нанотехнологий («Роснанотех»), Совет по нанотехнологиям при правительстве, отделение в Академии наук. На развитие наноиндустрии из бюджета выделено 130 миллиардов рублей, а до 2015 года планируется выделить около 200 млрд рублей.

Уже есть примеры применения нанотехнологий, правда в областях, далеких от продовольствия (так, на Уральском заводе гражданской авиации лопасти вертолетов покрываются нанометаллом, что в пять раз увеличивает срок их эксплуатации). Тем не менее первый вице-премьер Сергей Иванов в своем интервью РИА «Новости» (декабрь 2007 года) отметил, что пока продукция с приставкой «нано» на российском рынке – лишь рекламный трюк и не прошла никакого лицензирования. Хотя в продаже уже появились антикоррозийный «наноцинк» и косметический «нанокрем».

Нанопродукты – вред или благо?

Точка зрения: Александр Баранов, президент Общенациональной ассоциации генетической безопасности (ОАГБ):

По меткому выражению одного уважаемого академика, имеющего прямое отношение к этой технологии, словечко « нано» цепляется к чему ни попадя. Это то же самое, что сорное слово «блин». На днях слышал информацию, что придумали наногвозди. Может быть, они и будут забиваться сами, но как их хранить? Как глубоко они будут проникать в разные материалы и как их оттуда тянуть гвоздодером?

Отношение нашей Ассоциации к этим новшествам – сугубо сдержанное. Мы считаем, что принцип предосторожности (принцип №15 «Декларации Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию» 1992 года) должен Россией выполняться неукоснительно согласно взятым на себя обязательствам. Может быть, « нано» – это действительно здорово для применения в материаловедении, приборостроении и тому подобных областях, но в сфере медицины, фармакологии и продовольствия – вызывает большие опасения. Ученые из разных стран выказывают глубокую озабоченность по поводу ее использования применительно к живой материи, а медики ясно заявляют, что применение наномедикаментов может вызвать массу побочных, непредсказуемых последствий. Некоторые люди уже говорят, что эта технология будет похлеще трансгенов. Поэтому прежде чем ее внедрять, необходимо не семь, а тысячу раз перепроверить все это на биологическую безопасность.

Здравомыслящие люди прекрасно понимают, что в основном вся эта шумиха вокруг нано является громкой PR-компанией определенной группы ученых, направленной на получение финансовой поддержки у государства, как это было сделано в свое время с раздуванием угрозы по поводу «птичьего гриппа». О каком реальном «управлении атомами», как заявил министр Фурсенко, может идти речь? Пока его нет и в ближайшее время не предвидится. Просто желаемое выдается за действительность.

В истории человечества всякая новая технология всегда оценивается в первую очередь с военной точки зрения. Стремление к военизации в области тонких молекулярных технологий – не исключение. С одной стороны, возможная новая гонка «нановооружений» может благотворно повлиять на развитие в нашей стране науки в целом, а с другой стороны, появление «тишайшего нанооружия» чревато большими опасностями, поскольку реальный контроль над ним практически невозможно осуществлять. Надо помнить: мы не боги, но, похоже, некоторые из нас возомнили себя ими – и совершенно безосновательно.

И нано-компьютерами уже мало кого удивишь, то термин «нано еда» пока еще вызывает некую настороженность.

В основе нанотехнологий лежит базовый принцип : у вещества могут появиться совершенно иные, новые свойства, если взять крошечную частицу этого вещества, так называемую «наночастицу » - размер этой «крохи» не превышает 100 нанометров. Поэтому чтобы получить какой-либо продукт с заданными свойствами, ученые манипулируют отдельными атомами и молекулами и выстраивают их в определенную атомную структуру.

Например, нано-упаковка помогает намного дольше сохранять свежесть продукта без холодильника. А разрабатываемая в настоящее время нано-пленка будет не только защищать овощи и фрукты от загрязнений и вредных бактерий , но и сама по себе разлагаться в желудке.

Таким образом, при помощи нано технологий еду можно сделать более полезной , питательной и даже более вкусной. Ведь крошечные нано-частицы легко проникают и встраиваются в клетки человеческого организма, а значит, смогут «доставить непосредственному адресату» большое количество нужных витаминов, минералов и т.д.

Уже сейчас существуют сорта хлеба , обогащенные наночастицами полиненасыщенных омега-3 жирных кислот , или молоко с нано частицами, которые улучшают усвоение кальция, и даже различные напитки с антиоксидантными нано-частицами зеленого чая .

Крупнейшие пищевые корпорации, такие как Нестле, Хайнц, Юнилевер, Крафт и другие, активно вкладывают средства в изучение и развитие нано технологий, считая, что за ними будущее. Ведь наноеда обладает способностью подстраиваться под вкусовые пристрастия каждого конкретного покупателя, и в недалеком будущем, покупая стандартный продукт, каждый потребитель сможет настроить его на свой индивидуальный вкус, с помощью нехитрых манипуляций с наночастицами.

Примером тому служит появившееся в магазинах Голландии вино с нано-частицами - «Нано Вайн» . При разной температуре «Нано Вайн» меняет свой вкус: при комнатной – это фруктовое «мерло», а при нагревании можно получить различный вкусовой спектр - каберне, пино нуар и кьянти. В прилагаемой к нано-вину инструкции подробно рассказывается, в течение какого времени и при какой мощности СВЧ-печи надо производить нагрев, чтобы вино приобрело то или иное свойство.

Но и это еще не все. Один из создателей нанотехнологий американец Эрик Дрекслер рассказывает, что в самом ближайшем будущем вполне реально будет с помощью специальных «выращивателей» производить в домашних условиях любую еду: овощи, зерно и даже мясо , «…никого при этом не убивая».

Однако, несмотря на столь радужные перспективы у нано-еды есть одно «НО» - до сих пор не изучено влияние нано частиц на организм человека, особенно их отложенное влияние. Ведь нано-частицы проникают в живые клетки, а что они там делают - до сих пор пока остается загадкой. В 2006 году в Германии произошел первый массовый случай отравления микрочастицами силиката, которые содержались в средстве для чистки сантехники. Поэтому наноеда наравне с генетически модифицированной едой всегда будет небезопасной с точки зрения экологии, так как эти продукты созданы при помощи изменения молекулярной структуры.

В связи с этим, общественное мнение в отношении нано-еды разделилось на 2 лагеря:
. нано-продукты, равно как и другие технические новинки, поддерживают в Китае и в Юго-Восточной Азии , тем более что там особенно остро стоит проблема пропитания большого количества населения ;
к нано еде относятся с большой опаской в Европе , где сейчас очень популярны натуральные органические продукты и органическое сельское хозяйство .

В любом случае, как бы мы не относились к наноеде, мы пока никак не защищены от нее, так как отличить ее от натуральной невозможно, а специальной маркировки на упаковке производитель не ставит в связи с отсутствием системы сертификации.

Наноеда (nanofood) – термин новый, малопонятный и неказистый. Еда для нанолюдей? Очень маленькие порции? Еда, сработанная на нанофабриках? Нет, конечно. Но всё же это — любопытное направление в пищевой отрасли.

Учёные, инженеры и специалисты пищевой промышленности спорили о перспективах наноеды на первой конференции с говорящим названием Nano4Food 2005 , прошедшей 20-21 июня в голландском местечке Wageningen.

Оказывается, наноеда – это целый набор научных идей, которые уже находятся на пути к реализации и применению в промышленности.

Во-первых, нанотехнологии могут предоставить пищевикам уникальные возможности по тотальному мониторингу в реальном времени качества и безопасности продуктов непосредственно в процессе производства.

Речь идёт о диагностических машинах с применением различных наносенсоров или так называемых квантовых точек, способных быстро и надёжно выявлять в продуктах мельчайшие химические загрязнения или опасные биологические агенты.

И производство пищи, и её транспортировка, и методы хранения могут получить свою порцию полезных инноваций от нанотехнологической отрасли.

По оценке учёных, первые серийные машины такого рода появятся на массовых пищевых производствах в ближайшие четыре года.

Яблоки вместо атомов в решётке круглой наночастицы – логотип первой международной конференции по наноеде (иллюстрация с сайта nanofood.info).

Но на повестке дня и более радикальные идеи. Вы готовы проглотить наночастицы, которые невозможно увидеть?

Помнится, некоторое время назад появилась «страшилка», что, мол, случайно попавшие в природу наночастицы, созданные руками человека, могут представлять опасность для здоровья.

Эти опасения ещё не развеяны, но специалисты по нанотехнологиям предлагают посмотреть на такую «интервенцию» внутрь наших тел и с иной стороны.

А что если наночастицы будут целенаправленно использоваться для доставки к точно выбранным частям организма полезных веществ и лекарств? Что если такие нанокапсулы можно будет внедрять в пищевые продукты?

Пока ещё никто не употреблял наноеду, но предварительные разработки уже идут. Специалисты говорят, что съедобные наночастицы могут быть сделаны из кремния, керамики или полимеров. И разумеется — органических веществ.

И если в отношении безопасности так называемых «мягких» частиц, сходных по строению и составу с биологическими материалами – всё ясно, то «твёрдые» частицы, составленные из неорганических веществ – это большое белое пятно на пересечении двух территорий — нанотехнологии и биологии.

Поскольку эти частицы необычайно малы, они демонстрируют иное химическое поведение чем, те же вещества, но «оптом». Тут в игру уже вступает квантовая механика.

Концепция художников Кристера Ольссона (Krister Olsson) и Такаси Кавасимы (Takashi Kawashima): куриное яйцо с имплантированным биологическим микродатчиком и просвечивающим прямо сквозь скорлупу индикатором срока годности (иллюстрация с сайта tree-axis.com).

Учёные ещё не могут сказать, по каким маршрутам подобные частицы будут путешествовать в теле, и где в результате остановятся. Это ещё предстоит выяснить. Зато некоторые специалисты уже рисуют футуристические картины преимуществ наноеды. Помимо доставки ценных питательных веществ к нужным клеткам.

Как вам понравится, например, интерактивный напиток, нарисованный воображением Мануэля Маркеса-Санчеса (Manuel Marquez-Sanchez) из компании