Nanotechnologia w produkcji żywności - możliwości, zagrożenia, konsument

• Autorzy: Szymańska Iwona , Kupiec Milena , Osytek Klaudia , Żbikowska Anna

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2019.11.3

Warianty tytułu

EN

Nanotechnology in food industry – opportunities, threats, consumer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój nanotechnologii w przemyśle spożywczym związany jest z różnorodnymi możliwościami zastosowania produktów otrzymanych taką techniką. Cząsteczki o rozmiarach od 1 do 100 nm powstają w wyniku procesów chemicznych, fizycznych lub biologicznych. Korzyści, jakie niesie ich wykorzystanie, to m.in. łatwa przyswajalność (jako składników żywności), stopniowe uwalnianie w materiałach opakowaniowych (nano-przeciwutleniacze) czy zwiększona wrażliwość na określone związki chemiczne (nanoczujniki). Pozytywne aspekty stosowania cząsteczek w nanoskali to także wytwarzanie nowych, jadalnych i w pełni biodegradowalnych opakowań żywności. Niestety, z szeregiem zastosowań produktów nanotechnologii w przemyśle spożywczym wiążą się też problemy i negatywne skutki. Według literatury naukowej małe rozmiary cząsteczek związków chemicznych ułatwiają przedostawanie się ich do organizmu człowieka, co w konsekwencji może powodować dolegliwości ze strony układu immunologicznego i sercowo-naczyniowego. Wśród negatywnych skutków wymieniane są również alergie i bioakumulacje w środowisku. Jest to przyczyną sceptycznego podejścia konsumentów, a w szczególności Europejczyków, do nanoproduktów.

EN

The development of nanotechnology in the food industry is associated with various possibilities of using products obtained with such a technique. Particles from 1 to 100 nm in size are formed as a result of chemical, physical or biological processes. The benefits of using them include easy absorption (as food ingredients), gradual release in packaging materials (nano-antioxidants), or increased sensitivity to specific chemical compounds (nano-sensors). The positive aspects of using molecules at the nanoscale are also the production of new, edible and fully biodegradable food packaging. Unfortunately, problems and negative effects are also associated with a number of applications of nanotechnology products in the food industry. According to the scientific literature, the small size of facilitate their penetration into the human body, which, as a consequence, can cause complaints related to the immune and cardiovascular systems. Allergies and potential bioaccumulation in the environment are also mentioned among the negative effects. This is the reason for the skeptical approach to nano-products by consumers, in particular by Europeans.

Słowa kluczowe

PL

nanotechnologia; nanopowłoki; nanokapsułki; przemysł spożywczy

EN

nanotechnology; nanofilms; nanocapsules; food industry

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 73, nr 11
• Strony: 14--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz.

Twórcy

autor

Szymańska Iwona

• Zakład Technologii Tłuszczów i Koncentratów Spożywczych, Katedra Technologii i Oceny Żywności, Instytut Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Kupiec Milena

• Zakład Technologii Tłuszczów i Koncentratów Spożywczych, Katedra Technologii i Oceny Żywności, Instytut Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Osytek Klaudia

• Zakład Technologii Tłuszczów i Koncentratów Spożywczych, Katedra Technologii i Oceny Żywności, Instytut Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Żbikowska Anna

• Zakład Technologii Tłuszczów i Koncentratów Spożywczych, Katedra Technologii i Oceny Żywności, Instytut Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• [1] Akhavan S., E. Assadpour, I. Katouzian, S.M. Jafari. 2018. „Lipid nano scale cargos for the protection and delivery of food bioactive ingredients and nutraceuticals”. Trends in Food Science & Technology 74 : 132-146.
• [2] Arole V.M., S.V. Munde 2014. „Fabrication of nanomaterials by top-down and bottom-up approaches – an overview”. Journal of Advances in Applied Sciences and Technology 1 (2) : 89-93.
• [3] Barska A., J. Wyrwa. 2016. „Konsument wobec opakowań aktywnych i inteligentnych na rynku produktów spożywczych”. Zagadnienia Ekonomiki Rolnej 4 (349) : 143-161.
• [4] Bera A., H. Belhaj. 2016. „Application of nanotechnology by means of nanoparticles and nanodispersions in oil recovery – a comprehensive review”. Journal of Natural Gas Science and Engineering 34 : 1284-1309.
• [5] Boisseau P., B. Loubaton. 2011. „Nanomedicine, nanotechnology in medicine”. C. R. Physique 12 : 620-636.
• [6] Bouwmeester H., S. Dekkers, M.Y. Noordam. 2009. „Review of health safety aspects of nanotechnologies in food production”. Regulatory Toxicology and Pharmacology 53 : 52-62.
• [7] Burri R., S. Bellucci. 2008. „Public perception of nanotechnology”. Journal of Nanoparticle Research 10 (3) : 387.
• [8] Buzea C., I.I. Pacheco, K. Robbie. 2007. „Nanomaterials and nanoparticles: Sources and toxicity”. Biointerphases 2 (4) : MR17-MR71.
• [9] Chaudhry Q., M. Scotter, J. Blackburn, B. Ross, A. Boxall, L. Castle, R. Aitken, R. Watkins. 2008. „Applications and implications of nanotechnologies for the food sector”. Food Additives & Contaminants 25 (3) : 241-258.
• [10] Chen M., A. von Mikecz. 2005. „Formation of nucleoplasmic protein aggregates impairs nuclear function in response to SiO2 nanoparticles”. Experimental Cell Research 305 (1) : 51-62.
• [11] Cobb M., J. Macoubrie. 2004. „Public perceptions about nanotechnology: risks, benefits and trust”. Journal of Nanoparticle Research 6 (4) : 395.
• [12] Consumer Products Inventory: https://www.nanotechproject.org/cpi/products//nanatea/ (4.11.2019 r.).
• [13] Currall S., E. King, N. Lane, J. Madera, S. Turner. 2006. „What drives public acceptance of nanotechnology?”. Nature Nanotechnology 1 : 153-154.
• [14] Cyras V.P., L.B. Manfredi, M.T. Ton-That, A. Vazquez. 2008. „Physical and mechanical properties of thermoplastic starch/montmorillonite nanocomposite films”. Carbonhydrate Polymers 73 : 55-63.
• [15] Dandekar P., R. Jain, T. Stauner, B. Loretz, M. Koch, G. Wenz, C.M. Lehr. 2012. „A hydrophobic starch polymer for nanoparticle-mediated delivery of docetaxel”. Macromolecular Bioscience 12 (2) : 184-194.
• [16] Das M., N. Saxena, P.D. Dwivedi. 2009. „Emerging trends of nanoparticles application in food technology: safety paradigms”. Nanotoxicology 3 (1) : 10-18.
• [17] Degan T.O., D. Schwechten. 2002. „Mąka pszenna o zwiększonej zdolności wiązania wody oraz proces i urządzenia do jej produkcji”. Niemiecki patent DE10107885A1.
• [18] Dębek P., A. Feliczak-Guzik, I. Nowak. 2017. „Nanostruktury – ogólne informacje. Zastosowanie nanoobiektów w medycynie i kosmetologii”. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 71 : 1055-1062.
• [19] Eleftheriadou M., G. Pyrgiotakis, P. Demokritou. 2017. „Nanotechnology to the Rescue: Using nano-enabled approaches in microbiological food safety and quality”. Current Opinion Biotechnology 44 : 87-93.
• [20] Foltynowicz Z., B. Czajka, A. Maranda, L. Wachowski. 2017. „Aspekty nanomateriałów w zastosowaniach cywilnych i militarnych. Część 1. Pochodzenie, charakterystyka i metody otrzymywania”. Materiały Wysokoenergetyczne 9 : 5-17.
• [21] Foltynowicz Z., Kozak W., Stoińska J., Urbańska M. 2010. „Nanożelazowy pochłaniacz tlenu”. Zgłoszenie patentowe UP RP P. 393511.
• [22] Głód D., M. Adamczak, W. Bednarski. 2014. „Wybrane aspekty zastosowania nanotechnologii w produkcji żywności”. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 5 (96) : 36-52.
• [23] Idzikowska M., M. Janczura, T. Lepionka, M. Madej, E. Mościcka, J. Pyzik, P. Siwek, W. Szubierajska, D. Skrajnowska, A. Tokarz. 2012. „Nanotechnologia w produkcji żywności – kierunki rozwoju, zagrożenia i regulacje prawne”. Biul. Wydz. Farm. WUM 4 : 26-31.
• [24] Jain A., S. Ranjan, N. Dasgupta, C. Ramalingam. 2018. „Nanomaterials in food and agriculture: An overview on their safety concerns and regulatory issues”. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 58 : 297-317.
• [25] Kachel-Jakubowska M., M. Szymanek, A. Dziwulska-Hunek. 2015. „Nanotechnologia – możliwości rozwoju i zastosowań”. W Innowacje w Zarządzaniu i Inżynierii Produkcji 92-103. Opole: Oficyna Wydawnicza PTZP.
• [26] Kasperkiewicz K., A. Adamus-Grabicka, E. Budzisz. 2018. „Nanocząstki jako nośniki związków biologicznie aktywnych”. W Najnowsze doniesienia z zakresu nanotechnologii 42-53. Lublin: Wydawnictwo Naukowe TYGIEL.
• [27] Kennedy J. 2007. „Nanotechnology: the future is coming sooner than you think”. Joint Economic Committee, United States Congress, Washington, D.C.
• [28] Khalaj M.J., H. Ahmadi, R. Lesankhosh, G. Khalaj. 2016. „Study of physical and mechanical properties of polypropylene nanocomposites for food packaging application: Nano-clay modified with iron nanoparticles”. Trends in Food Science and Technology 51 : 41-48.
• [29] Kumar S., P. Bhushan, S. Bhattacharya. 2018. „Fabrication of nanostructures with bottom-up approach and their utility in diagnostics, therapeutics, and others”. W Environmental, Chemical and Medical Sensors 167-198. Singapore: Springer.
• [30] Langauer-Lewowicka H., K. Pawlas. 2014. „Nanocząstki, nanotechnologia – potencjalne zagrożenia środowiskowe i zawodowe”. Medycyna Środowiskowa 17 (2) : 7-14.
• [31] Leśkiewicz K. 2013. „Prawne aspekty nanotechnologii w produkcji żywności i materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością”. Przegląd Prawa Rolnego 2 (13) : 87-105.
• [32] Li N., C. Sioutas, A. Cho, D. Schmitz, C. Misra, J. Sempf, M. Wang, T. Oberley, J. Froines, A. Nel. 2003. „Ultrafine particulate pollutants induce oxidative stress and mitochondrial damage”. Environmental Health Perspectives 111 (4) : 455-460.
• [33] Linkov I., E. Anklam, Z.A. Collier, D. DiMase O., Renn. 2014. „Risk-based standards: integrating top-down and bottom-up approaches”. Environment Systems and Decisions 34 (1) : 134.
• [34] Linkov I., M.H. Kurth, D. Hristozov, J.M. Keisler. 2014. „Nanotechnology: promoting innovation through analysis and governance”. Environment Systems and Decisions 35 (1) : 22-23.
• [35] Łopacka J., A. Półtorak. 2013. „Zagrożenia związane z wykorzystaniem nanotechnologii w produkcji opakowań do żywności w świetle badań naukowych i w opinii konsumentów”. Problemy Higieny i Epidemiologii 94 (2) : 172-178.
• [36] Momin J., C. Jayakumar, J.B. Prajapati. 2013. „Potential of nanotechnology in functional foods”. Emirates Journal of Food and Agriculture 25 (1) : 10-19.
• [37] Nowak J. 2010. „Przeciwzapalne prowygaszeniowe pochodne wielonienasyconych kwasów tłuszczowych omega 3 i omega 6”. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 64 : 115-132.
• [38] Ozturk B., J. Winterburn, M. Gonzalez-Miquel. 2019. „Orange peel waste valorisation through limonene extraction using bio-based solvents”. Biochemical Engineering Journal 151 : 107298.
• [39] Palka D., K. Stecuła. 2018. „Postęp technologiczny – dobrodziejstwo czy zagrożenie?”. W Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji 587-595. Opole: Oficyna Wydawnicza PTZP.
• [40] Popławska M., U. Mikołajczyk, S. Bujak-Pietrek. 2015. „Nowy sektor pracowniczy – przegląd danych o nanoprodukcji i działalności badawczo-rozwojowej w dziedzinie nanotechnologii w Polsce”. Medycyna Pracy 66 (4) : 575-582.
• [41] Runowski M. 2014. „Nanotechnologia – nanomateriały, nanocząstki i wielofunkcyjne nanostruktury typu rdzeń/powłoka”. Chemik 68 (9) : 766-775.
• [42] Sharma C., R. Dhiman, N. Rokana, H. Panwar. 2017. „Nanotechnology: An Untapped Resource for Food Packaging”. Frontiers in Microbiology 8 : 1735.
• [43] Shibata T. 2002. „Method for producing green tea in microfine powder”. United States Patent US6416803B1.
• [44] Siegrist M. 2010. „Public perception of nanotechnology in foods and food packaging”. Food Engineering and Ingredients 35 (1) : 8-10.
• [45] Smolander M., E. Hurme, M. Koivisto, S. Kivinen. 2004. PCT international patent application WO 2004/102185 A1.
• [46] Sokoł J. L. 2012. „Nanotechnologia w życiu człowieka”. Ekonomia i Zarządzanie 4 (1) : 18-29.
• [47] Solgar: https://solgar.pl/produkty/koenzym-q/nutri-nano-coq-10 (4.11.2019 r.).
• [48] Sozer, N., J.L. Kokini. 2009. „Nanotechnology and Its Applications in the Food Sector”. Trends in Biotechnology 27 : 82-89.
• [49] Su J., Q. Guo, L. Mao, Y. Gao, F. Yuan. 2018. „Effect of gum arabic on the storage stability and antibacterial ability of β-lactoglobulin stabilized d-limonene emulsion”. Food Hydrocolloids 84 : 75-83.
• [50] Uddin F. 2019. Textile Manufacturing Processes. London: IntechOPen.
• [51] Wang Y., R. Zhang, S. Ahmed, W. Qin, Y. Liu. 2019. „Preparation and Characterization of Corn Starch Bio-Active Edible Packaging Films Based on Zein Incorporated with Orange-Peel Oil”. Antioxidants 8 (9) : 391.
• [52] Wang Y., Z. Zheng, K. Wang, C. Tang, Y. Liu, J. Li 2020. „Prebiotic carbohydrates: Effect on physicochemical stability and solubility of algal oil nanoparticles”. Carbohydrate Polymers 228 : 115372.
• [53] Weiss J., P. Takhistov, D.J. McClements. 2006. „Functional Materials in Food Nanotechnology”. Journal of Food Science 719 : 107-116.
• [54] Wesley S.J., P. Raja, A.A. Raj, D. Tiroutchelvamae. 2014. „Review on-nanotechnology applications in food packaging and safety”. International Journal of Engineering Research 33 (11) : 645-651.
• [55] Yang M., Y. Kostov, A. Rasooly. 2008. „Carbon nanotubes based optical immunodetection of Staphylococcal Enterotoxin B (SEB) in food”. International Journal of Food Microbiology 127 (1-2) : 78-83.
• [56] Zdyb A. 2018. „Nanostruktury w energetyce”. W Najnowsze doniesienia z zakresu nanotechnologii 7-14. Lublin: Wydawnictwo Naukowe TYGIEL.
• [57] Zhang S., H. Zhao. 2017. „Preparation and properties of zein-rutin composite nanoparticle/corn starch films”. Carbohydrate Polymers 169 : 358-392.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).