Nanotechnologia na talerzu

Nanotechnologia w żywności brzmi jak pomysł rodem z podrzędnego filmu science fiction. Ale po inżynierii genetycznej jest to kolejny, o wiele trudniejszy do wykrycia, realny sposób ingerencji w nasze pożywienie. Manipulowanie materią na poziomie atomowym rodzi nowe, poważne zagrożenia dla ludzkiego zdrowia oraz kondycji środowiska naturalnego. Niezależnie czy tego chcemy, czy nie, żywność wytworzona z zastosowaniem nanotechnologii zaczęła pojawiać się na półkach sklepowych. Co gorsza, niemal zerowa świadomość publiczna i brak monitoringu ze strony organizacji nadzorczych sprawiają, że ostrzeżenia ekologów giną w tłumie spauperyzowanego społeczeństwa.

Nanotechnologia to urzeczywistnienie marzeń naukowców o możliwości przeprojektowania i budowy świata od nowa, manipulacji przyrodą na poziomie atomowym. Ta dynamicznie rozwijająca się interdyscyplinarna gałąź wiedzy pozwala na transformację i konstrukcję nowych materiałów, układów, a nawet żywych organizmów. Warunkiem jest zachowanie skali, która w przypadku nanotechnologii obejmuje obiekty o wymiarach mniejszych od 100 nm. To niewiele, zwłaszcza jeżeli weźmiemy pod uwagę, że cząsteczka DNA ma szerokość 2,5 nm, średnica erytrocytu to około 7000 nm, a grubość ludzkiego włosa zamyka się w 80000 nm.

Nanocząstki składają się z atomów, które pod wpływem czynników zewnętrznych - jak wysokie ciśnienie lub temperatura - zostały związane w sposób inny, niż występują w środowisku naturalnym, podlegając prawom mechaniki kwantowej. Taka budowa zapewnia nowe właściwości fizyczne i chemiczne, umożliwiające niemożliwe dotąd zastosowania tworzonych produktów. Wielu naukowców przekonuje, że dzięki nanotechnologii może zostać rozwiązanych wiele nurtujących ludzkość problemów, inni ostrzegają, że to wciąż "ziemia nieznana" i powinniśmy zachować pełną czujność.

Rozwiązania pozwalające na wykorzystanie nanocząstek w przemyśle spożywczym pojawiły się stosunkowo niedawno. Mleko o smaku coli oraz majonez ze zmniejszoną zawartością tłuszczu już można znaleźć w niektórych krajach na półkach sklepowych. Informacji dotyczących zawartości nanocząstek w żywności próżno szukać na etykietach sprzedawanych produktów, gdyż koncerny spożywcze nie przyznają się do wykorzystywania nanotechnologii, ze względu na rosnące obawy o jej oddziaływanie na nasze zdrowie. Przed wszystkim, wciąż brakuje wyczerpujących, długofalowych badań wpływu nanocząsteczek na życie człowieka. Ale wielkie firmy żywieniowe i tak nim szafują do woli.

- Nieświadomi konsumenci już kupują żywność zawierającą nanocząsteczki, choć brakuje odpowiednich przepisów prawnych i nie przeprowadzono zadowalającego procesu oceny ryzyka - powiedziała posłanka Kartika Tamara Liotard, jedna z głównych przeciwniczek modyfikowanej nanocząstkami żywności w Holandii.

Analitycy przewidują, że w niedalekiej przyszłości nanotechnologia będzie powszechnie wykorzystywana do modyfikacji żywności, poczynając już od jej struktury atomowej. Przemysł spożywczy zainwestował miliardy dolarów w badania tej dziedziny nauki i oczekuje zwrotu z nawiązką. Trudno dokładnie określić ile artykułów spożywczych z nanocząstkami znajduje się obecnie na rynku, bowiem obowiązujące przepisy nie nakładają na producentów konieczności ich znakowania.

Grupa Konsultacyjna Helmuta Kaisera, analityka o nastawieniu pronanotechnologicznym, szacuje, że w powszechnym obiegu krąży około 300 produktów nanożywnościowych. Globalny rynek modyfikowanej nanocząstkami żywności w 2005 r. był wart 5,3 mld dol., podczas gdy w 5 lat kwota ta powiększyła się czterokrotnie. Do 2015 r. nanotechnologia ma być obecna aż w 40 proc. produktów spożywczych.

Nanotechnologia w żywności opiera się na czterech podstawowych kierunkach badań. Oto one.

Modyfikacja nasion i nawozów. Zwolennicy nanotechnologii w przemyśle spożywczym oraz rolnictwie przekonują, że dalsza automatyzacja produkcji, a co za tym idzie - obecność nanocząstek - jest nieunikniona. Naukowcy uważają, że dzięki nanotechnologii będzie możliwe przekształcenie DNA nasion, by uzyskać rośliny o nowych własnościach - kolorze, wielkości owoców czy okresie wegetacji. Do podtrzymania wzrostu modyfikowanej na poziomie atomowym flory, będą niezbędne nanonawozy i nanopestycydy. Proekologiczna grupa Action Gro-up on Erosion, Technology and Concentration (ETC) przewiduje, że farmy przyszłości będą "monitorowanymi i zarządzanymi przy pomocy laptopów wielkoobszarowymi fabrykami syntetyków". Automatyzacja wzrostu roślin bynajmniej nie jest niczym anty-ekologicznym, jednak ograniczenie dostępu człowieka w ten proces może okazać się szkodliwe i dla naszego zdrowia, i dla krajowej gospodarki.

Przetwarzanie gotowych produktów spożywczych. Coraz więcej koncernów spożywczych inwestuje w ulepszanie żywności przy pomocy nanocząstek umieszczanych w kapsułkach. W ten sposób niemal dowolnie można zmieniać smak i wygląd produkowanego jedzenia, a dodatkowo wzbogacać fast foody o prozdrowotne właściwości. Znacznie ułatwi to promocję i reklamę - przecież czekolada odbudowująca arterie czy lody poprawiające wzrok to marzenia tysięcy konsumentów z całego świata. Zdrowotne działanie niezdrowego jedzenia to melodia odległej przyszłości, choć dzięki nanotechnologii już dziś możliwe jest zmniejszenie zawartości tłuszczu i cukru w najpopularniejszych artykułach spożywczych. Co więcej, stosując nanocząstki blokujące trawienie, naukowcy już teraz potrafią zamienić część tłuszczy i cukrów na inne, pożądane substancje, np. błonnik lub witaminy.

Produkcja "inteligentnej żywności" (tzw. smart food). Wielkie koncerny spożywcze pracuję nad tzw. inteligentną żywnością (smart food), która będzie wchodziła w interakcję z konsumentami. Dzięki zastosowanym nanocząstkom, możliwa ma być zmiana koloru, smaku lub składników odżywczych poszczególnych produktów. Firma Kraft w warunkach laboratoryjnych opracowała bezbarwny napój, który zawiera setki smaków w niewidocznych nanokapsułkach. Ich uwalnianie jest zależne od upodobań konsumenta. Do uaktywnienia pożądanego koloru, smaku czy konsystencji wystarczy zwykła kuchenka mikrofalowa. Żywność typu smart food ma szansę zyskać aprobatę opinii publicznej, gdyż pozwoli na większą personalizację tego, co jemy. Oparte o nanotechnologię wiktuały będą również w stanie wykryć, czy dana osoba jest uczulona na któryś ze składników i blokować je, jeżeli zajdzie taka potrzeba. To zastosowanie nanotechnologii w żywności jest potencjalnie najciekawszym z perspektywy wielkich koncernów spożywczych.

Ulepszenie opakowań artykułów spożywczych. Zmiana samej żywności to nie wszystko. Jeszcze większe możliwości daje wbudowanie dodatkowych komponentów w opakowanie danego produktu spożywczego. Przedłużeniem koncepcji smart food jest zastosowanie wbudowanych w opakowanie nanocząstek, dedykowanych konsumentom ze specjalnym reżimem żywieniowym, np. w przypadku diety bezglutenowej. Inną ważną funkcją "inteligentnego" opakowania będzie wydłużenie okresu trwałości żywności. Firma Mars Inc. posiada patent na niewidzialne, jadalne opakowanie, które zamykając produkt próżniowo, nie dopuści do wymiany gazów i wilgoci z otoczeniem. Jeszcze bardziej zaawansowane będzie wykorzystanie katalizatorów tarczy antybakteryjnej, które błyskawicznie wykryją psucie się żywności i uruchomią systemy temu procesowi przeciwdziałające. Producenci artykułów spożywczych planują także umieścić w opakowaniach wiktuałów przyszłości mikroskopijne nanosensory, które zastąpią elektroniczne kody kreskowe. Posłużą one nie tylko do rozpoznania, wyceny i sprzedaży danego produktu, ale również pozwolą na jego szczegółowe śledzenie - od fabryki, przez supermarkety, aż do konsumenta.

Czy obawy w kwestii stosowania nanotechnologii w przemyśle spożywczym są uzasadnione? Wynikają one z postępującej automatyzacji procesu produkcji żywności i stopniowym odsuwaniem od niego człowieka. Wykorzystanie nanocząstek w żywności ma na celu poprawę jej jakości i wydajności, jednak w zauważalny sposób ingeruje w strukturę atomową. I co ważniejsze - odbywa się to przy pomocy elektroniki, zamiast człowieka.

Niestety, nie znamy wszystkich konsekwencji manipulacji rzeczywistością na poziomie atomowym, bo niektóre mogą ujawnić się dopiero po jakimś czasie. Trzeba pamiętać, że w nanoskali rządzą prawa mechaniki kwantowej, a te pod wieloma względami różnią się od uczonej w szkole fizyki. Poza tym historia uczy, że substancje początkowo uznawane za "cudowne" - CFC, azbest czy DDT - mogą mieć negatywny wpływ na nasze zdrowie. Wstępne badania naukowe wykazują, że obecność niektórych rodzajów nanocząstek może prowadzić do wzrostu stresu oksydacyjnego, a w efekcie indukować proces tworzenia wolnych rodników. Nanocząstki są bardziej reaktywne i mobilne od substancji obecnie stosowanych w przemyśle spożywczym, co może przełożyć się na ich większą szkodliwość dla człowieka. Wszelkie ostrzeżenia wskazujące na toksyczność nanocząstek powinniśmy traktować zatem wyjątkowo poważnie.

Użycie nanotechnologii do wzbogacenia opakowań artykułów spożywczych rodzi również nowe problemy związane z ochroną prywatności. Monitoring drogi żywności z taśmy produkcyjnej do układu pokarmowego konsumenta, ujawni wiele cennych informacji o nim samym. Dzięki temu potężne koncerny żywieniowe będą w stanie przygotowywać jeszcze bardziej agresywne kampanie reklamowe i kontrolować gospodarkę. Szkoda, że zamiast produkcji "ulepszonego" jedzenia, nikomu nie przyszło do głowy, by stworzyć tanią żywność, która mogłyby rozwiązać problem głodu na świecie. To tylko potwierdza, że wielkie firmy spożywcze decydują o tym, co jemy, a w efekcie - rządzą znanym nam światem.