Geum.ru

Проблемы питания: гигиена, безопасность, регионально ориентированный подход Материалы III межрегиональной научно-практической конференции, 25 декабря 2008 г г. Киров

Вид материалаДокументы

Содержание


Медведев О.Ю., Платонов В.А., Вохмянина А.Н. НАНОТЕХНОЛОГИИ И ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Подобный материал:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   54
^

Медведев О.Ю., Платонов В.А., Вохмянина А.Н.

НАНОТЕХНОЛОГИИ И ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ


ГОУ ВПО Кировская ГМА, г. Киров


«…Если бы меня спросили, какая область науки и техники может обеспечить прорыв

в будущее, я бы назвал нанотехнологию…»

Профессор Н. Лейн (экс директор NSF и советник президента США по вопросам науки и техники, 1998 г.)


В течение последних двух десятилетий к традиционным формам и генно-модифицированным способам получения пищевых продуктов незаметно для них добавилась такая перспективная область исследований и отдельная отрасль индустрии как «наноеда». Для сотрудников кафедры медбиотехнологии, занимающихся исследованиями генно-модифицированных продуктов, наноеда представляет особый интерес, так как наночастицы это совершенно иной класс материалов, с которыми невозможно работать, используя доступные средства и общепринятые методики экспериментальных исследований.

Данная статья носит обзорный характер, цель которой определится с достоинствами и недостатками нанотехнологий продуктов питания, полученных посредством нанотехнологии.

Достижения науки и высоких технологий в конце прошлого века продемонстрировали, какие громадные возможности сулит использование специфических явлений и свойств вещества в нанометровом диапазоне размеров. Упорядочение и самоупорядочение атомов и молекул на нанометровых расстояниях, как это делает живая природа в биологических объектах, промышленных изделиях может дать поразительные результаты [1].

Слова с приставкой «нано»: наномир, нанонаука, нанотехнология, нанотехника, наноматериалы и т.п. – стремительно вошли в лексикон не только специалистов различного профиля, но и журналистов, администраторов, политиков, что обусловлено взрывообразным развитием наносферы деятельности и громадным значением её для настоящего и будущего.

Как следует из названия, номинально наномир представлен объектами и структурами, характерные размеры которых измеряются нанометрами
(1 нм=10-9 м=10-6 мм=10-3 мкм). Сама же частица «нано» происходит от греческого слова nanos - карлик и означает одну миллиардную часть чего-либо.

Одним из основополагающих принципов нанотехнологии является вытеснение и замена традиционных технологий «сверху-вниз», идущих от большого к малому, через отсечение ненужного, к принципу «снизу-вверх», т.е. от малого к большому путём безотходного дизайна или самосборки из отдельных атомов, молекул или их кластеров [1].

«Нанотехнологии – это переход от манипуляции с веществом к манипуляции отдельными атомами для построения структур с заранее заданными свойствами», говорит Михаил Ананян, генеральный директор концерна «Наноиндустрия» [2].

В настоящее время перспективным направлением, рожденным нанотехнологиями, является наноеда. При возникновении мысли назвать некоторую приведенную здесь информацию фантастикой, стоит вспомнить о том, что подумали бы люди, жившие 50 лет назад, о современных компьютерах и их возможностях.

Наноеда - это продукты питания, полученные на предприятиях пищевой промышленности, в производстве которых используются нанотехнологии.

Основные задачи, которые ученые решают, используя нанотехнологии при производстве продуктов питания, связаны с улучшением их питательных свойств, вкуса и полезности, а также со снижением производственных издержек. Эти новые идеи должны на глобальном уровне повлиять на пищевую промышленность [3]. Поэтому развитие нанотехнологии в производстве продуктов питания должно базироваться на следующих общеизвестных положениях:

социально-экономические аспекты питания;

фундаментальные и прикладные постулаты технологии и биотехнологии пищевых производств;

нутрициологические аспекты питания.

Из 100 человек, живущих в настоящее время на земном шаре, 10 не получают достаточного питания; 200 млн. человек, живущих на планете, находятся на грани голодной смерти. Ретроспективная и прогнозная оценка мировой численности населения подтверждает глобальность социально-экономических проблем питания. Существующая в мире проблема обеспечения населения планеты продуктами питания может быть решена за счет использования современных достижений науки и техники, в том числе нанотехнологий. К 2010 году, по оценке экспертов, данный рынок вырастет до 20 миллиардов долларов [4].

Ожидается, что в 2025 году появятся первые нанороботы, способные конструировать из готовых атомов любой предмет. В сельском хозяйстве произойдёт революция: нанороботы будут производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. Например, теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено – корову. Стабилизируется экологическая обстановка – нанороботы смогут уничтожать последствия старых загрязнений [5].

Сейчас крупные пищевые корпорации активно приветствуют нанодостижения. Их привлекает гипотетическая возможность производить такие продукты, которые будут храниться годами. Например, мясные и молочные продукты, которые сейчас относят к классу скоропортящихся, смогут оставаться свежими на протяжении 5-7 лет.

Также планируется покрывать овощи и фрукты защитной нанопленкой, отталкивающей грязь. Такая пленка будет невидимой и неощутимой на вкус. Она будет разлагаться в желудке без всякого вреда для него и выводиться естественным путем. Поэтому те продукты, в которых нанотехнологии используются лишь в составе упаковки, тоже относят к наноеде.

Нанотехнологии предоставляют пищевой промышленности уникальные возможности для всестороннего наблюдения за качеством и безопасностью продуктов в процессе производства. Речь идёт о диагностических машинах с применением наносенсоров или так называемых квантовых точек, способных быстро и надёжно выявлять в продуктах мельчайшие химические загрязнения или опасные биологические агенты.

Применение нанотехнологий 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 генно-модифицированную еду. Интересный пример - интерактивный напиток, принцип «работы» которого представили в компании «Kraft foods». Идея заключается в том, что человек может приобрести этот напиток и, по своему желанию, управлять наночастицами так, что на его глазах будут меняться вкус, цвет, аромат и концентрация напитка [3].

Ученые уверены, что нанотехнологии сотрут грани между научными дисциплинами. Они прогнозируют, что при помощи нанокапсул, «прикрепленных» к еде, можно будет улучшать состояние тканей организма и устраивать профилактику внутренним органам. В сущности, это одно из направлений наномедицины, которая занимается подобными исследованиями, связанными с адресной доставкой медикаментов [6, 7].

В связи с этим рассматриваются такие интересные идеи, как бифштексы, при употреблении которых сжигается холестерин и наращивается мышечная масса, или сладкие торты без сахара для тех, кто не любит диет.

Альянс пищевой промышленности с наномедициной выгоден тем, что напрямую затрагивает проблемы, связанные с безопасностью продукции. Многие учёные выдвигают на первый план оценку риска для здоровья человека воздействия наноматериалов.

Малые размеры наночастиц и разнообразие их форм позволяют связываться с нуклеиновыми кислотами, белками, встраиваться в мембраны, проникать в клеточные органеллы и тем самым изменять функции биоструктур.

Вследствие небольшого размера наночастицы могут не распознаваться защитными системами организма и не выводится из организма, что способствует их накоплению в растительных и животных организмах, микроорганизмах, передаче по пищевой цепи и увеличению поступления в организм человека [8].

Представленные прогнозы экспертов относительно стоящих проблем перед наноедой, носят оценочный характер и говорить о реализации потенциала в точные сроки (2015-2020 гг) в полном объёме пока затруднительно.

Однако введение нанотехнологии и использование разработок наноиндустрии позволит пищевой промышленности выйти на новый уровень развития и сделать питание человека более здоровым и качественным с использованием функциональных продуктов, конечный формат которых станет определять сам потребитель.

Нанотехнология подобно любой новой технологии, используемой при производстве пищевых продуктов, постепенно создаст новое меню для нашего стола.

Следовательно, в ближайшем будущем у нас появляется реальная возможность не только попробовать частичку свежеиспечённого нанопирога, но и самим поучаствовать в его создании.


Литература:
  1. Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. - М.: Машиностроение, 2007. - 496 с.: ил.
  2. Ананян М. Трудный путь к успеху // Независимая газета, 2008. – 21 февр., с. 10.
  3. Константинов А. Наноеда // Солдаты России - ссылка скрыта.
  4. Тихомирова Н.А. Нанотехнологии в переработке молочного сырья 22.09.2008. - www.tharnika.ru
  5. Тихомиров В. Молекула Sapiens // Огонёк, 2005. - №17/18, с. 28-30.
  6. Меньшутина Н.В. Введение в нанотехнологию, 2006.
  7. Павлов Г. Нанотехнологии в биологии // Международный с.-х. журн., 2007. - №3, с. 53-54.
  8. Онищенко Г.Г. О концепции токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов // Вопросы питания, 2007. - №6, с. 4-8.