ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП Проблемы экологии ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП
УДК 664
А.В. Алешков,
канд. техн. наук,
доцент кафедры товароведения торгово-технологического факультета
Хабаровской государственной академии экономики и права
НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ:
ВОЗМОЖНОСТИ И РИСКИ
Великое начинается с малого.
Публилий Сир
In the paper a number of issues, connected with nanotechnologies’ development and their application in food industry, are under consideration. The author has reviewed foreign and national publications on main trends of nanotechnologies’ development in food industry. He has also considered potential risks, caused by the application of nanotechnologies, and has shown state regulation peculiarities of food technologies in different countries.
Keywords: nanotechnologies, Norio Taniguchi, nanostructure, nanomaterials.
Слова с частицей «нано» постепенно входят в нашу жизнь. Однако теперь к терминам «наночастицы» и «нанотехнологии» добавилось новое слово – «нанопродукты». Перспективы использования наночастиц в пищевой промышленности весьма привлекательны.
Например, представьте торт-мороженое, забытый летом при 35°С в багажнике автомобиля. В этой ситуации упаковка сможет защитить продукт от жары, включив «нано-холодильник» [1]. Кислое молоко, благодаря «наноиндикатору», станет в упаковке красным, упаковка куриной грудинки, благодаря окрашиванию в голубой цвет, покажет, что срок годности уже истёк или же нарушена герметичность. Пицца глубокой заморозки сама настраивается на различные вкусы потребителей: микроволны различной длины активизируют «нанокапсулы» так, чтобы пицца приобретала требуемый вкус и цвет, например: 400 ватт – для гавайской пиццы, 800 ватт – для пиццы с ветчиной и грибами, 1600 ватт – для классической пиццы. Термин «нанотехнологии» впервые был употреблен японским физиком Норио Танигучи ещё в 1974 г. [2]. В самом широком смысле нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется их наноструктурой – упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм («нано» – это приставка к единицам измерения физических величин, обозначающая одну миллиардную долю, или 10-9). Наночастицы обладают комплексом физических, химических и биологических свойств, радикально отличающихся от свойств того же вещества в форме сплошных фаз или макроскопических дисперсий. Подобная специфика наноматериалов определяется законами квантовой физики. В диапазоне размеров от 10 до 1 нм происходят кардинальные изменения многих фундаментальных свойств, вызванные тем, что атомы на поверхности, вследствие ассиметричного взаимодействия, отличаются от атомов в объёме. В наночастицах действию поверхностных сил подвергается весь объём, и все атомы рассматриваются как поверхностные.
В настоящее время в мире зарегистрировано и выпускается промышленностью более 1800 наименований наноматериалов, этот список постоянно пополняется [3]. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 31 октября 2007 г. № 79 «Об утверждении Концепции токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов» выделены следующие основные группы:
– углеродные наночастицы (фуллерены, нанотрубки, графен, углеродные нанопены);
– наночастицы простых веществ (не углерода);
– наночастицы бинарных соединений;
– препараты наночастиц сложных веществ.
Все они характеризуются несколькими основными чертами, ставящими их вне конкуренции по сравнению с другими молекулами, находящими практическое использование в деятельности человека. Во-первых, сверхминиатюризация наноматериалов приводит к тому, что на единице площади можно разместить множество функциональных устройств, что актуально, например, для электроники или для получения сверхплотной записи информации. Кроме того, ничтожный размер наноустройств позволяет им проникать в любые труднодоступные участки человеческого тела или макромашин, которых невозможно достичь любыми другими способами без внутреннего вмешательства. Наночастицы способны переносить на себе лекарства, программируемо доставляя их к заранее выбранной цели, например, к раковой опухоли.
Во-вторых, наноматериалы обладают большой удельной поверхностью, ускоряющей взаимодействие между ними и средой, в которую они помещены. Каталитически активные наноматериалы позволяют в миллионы раз ускорять химические или биохимические реакции. В качестве примера можно привести разложение воды на водород и кислород в присутствии наночастиц диоксида титана.
В-третьих, наноматериалы уникальны тем, что в них вещество находится в особом состоянии, при котором проявляются квантово-механические эффекты. Они имеют место при таком критическом размере, который соизмерим с так называемым корреляционным радиусом того или иного физического явления (например, с длиной свободного пробега электронов, длиной когерентности в сверхпроводнике, размерами магнитного домена и т.д.). Характерной особенностью наночастиц является также отсутствие структурных дефектов. Это делает, в частности, полупроводниковые наночастицы идеальными элементами совершенных энергосберегающих лазерных и светоизлучающих элементов. А индивидуальные углеродные нанотрубки обладают прочностью, в десятки раз превышающей прочность легированной стали, при этом во много раз выигрывая у нее по своей удельной массе.
В настоящее время основными областями применения наночастиц являются:
– высокопрочные конструкционные материалы;
– микроэлектроника и оптика (микросхемы, компьютеры, оптические затворы);
– энергетика (аккумуляторы, топливные элементы, высокотемпературная сверхпроводимость);
– химическая технология;
– военное дело;
– охрана окружающей среды (наночипы, наносенсоры);
– медицина (транспорт лекарственных средств, шовные и перевязочные материалы, биосовместимые имплантанты, нанокапсулирование вакцин, высокочувствительные и недорогие системы ранней диагностики и лечения);
– парфюмерно-косметическая промышленность (в составе солнцезащитных кремов);
– сельское хозяйство (для повышения эффективности доставки средств защиты растений и удобрений);
– генная инженерия (доставка ДНК в растения);
– пищевая промышленность.
По сообщениям BCC Research, в 2009 г. мировой объём рынка нанотехнологий составил 11,67 млрд дол. [4] и при самом минимальном ежегодном росте в 11 % к 2015 г. достигнет 26 млрд долларов. По оценкам отечественных специалистов, к 2015 г. объём продаж только российской нанопродукции превысит 300 млрд руб. [5].
Несмотря на то, что наиболее активно развивающимися направлениями наноиндустрии являются биология и медицина, новые технологии не прошли мимо и пищевой промышленности. По некоторым оценкам, суммарная ёмкость рынка пищевых нанотехнологий достигает 2,7 млрд евро [1]. Мировой объём продаж пищевых нанопродуктов растет, и, судя по всему, такая тенденция сохранится и в дальнейшем. Начало этому процессу было положено в 2000 г., когда американская компания «Kraft Foods» основала первую нанотехнологическую лабораторию и консорциум «Nanotek», охватывающий 15 университетов разных стран и национальные исследовательские лаборатории [6].
На самом деле большинство пищевых продуктов содержит частицы естественного происхождения, размеры которых вписываются в наномасштаб. Обычно они рассматриваются как объекты классической коллоидной химии. Например, многие протеины представляют собой сферические глобулы размером 1 – 10 нм. Большинство полисахаридов и липидов – это линейные структуры, толщина которых составляет менее нескольких нанометров. Функциональные свойства многих сырьевых материалов, а также успешная переработка пищевых продуктов обусловлены наличием, модификацией и возникновением самоформирующихся наноструктур. Это волокна целлюлозы в стенках растительных клеток, кристаллические структуры в крахмале, волокнистые структуры, регулирующие плавление, формирование и текстуру желатина, мицеллы, образующиеся на границе масла и воды и отвечающие за стабильность пищевых эмульсий. Предполагается, что использование нанотехнологий должно способствовать дальнейшему повышению качества и безопасности пищевых продуктов.
Анализ зарубежных и отечественных публикаций позволил выделить и сформулировать основные направления использования нанотехнологий в пищевой индустрии:
1. Удлинение сроков хранения пищевых продуктов – получение упаковочных материалов с антибактериальным действием. Так, нанопокрытие для пивных бутылок из полиэтилентерефталата (PETF) позволяет хранить их содержимое шесть и более месяцев. В настоящее время нанокомпозиционные материалы получили широкое распространение в качестве упаковок или покрытий, которые наносятся на пластиковые ёмкости в целях ограничения диффузии газа и, как следствие, увеличения срока хранения. Современные исследования таких «чувствительных» поверхностей направлены на разработку материалов, реагирующих на бактериальное загрязнение и способных противодействовать размножению бактерий. На отечественном рынке представлены разработки в виде незагрязняющихся тканей и упаковок, позволяющих дольше сохранять исходные свойства продукции.
2. Нанофильтрация пищевых продуктов. Этот процесс занимает промежуточное положение между ультрафильтрацией и обратным осмосом, наномембраны способны отделять молекулы массой 200 – 1000 Да. Нанофильтрация используется для выделения отдельных химических веществ из растворов: ферментов из культуральной жидкости, для удаления биогенных аминов из ферментированных и неферментированных напитков, деминерализации вин, соков, молочной сыворотки, а также для получения питьевой воды.
Нанофильтрация подходит и для выделения ценных компонентов пищи, например ксилозы – альтернативного подсластителя для кондитерских производств. Ксилоза образуется вместе с другими моносахаридами, лигносульфонатами и неорганическими веществами при гидролизе целлюлозы, и ее выделение из гидролизата сопряжено с определенными трудностями. Финские исследователи предложили делать это с помощью нанофильтрации и продемонстрировали успешность подхода на нанофильтрующих гидрофильных мембранах Desal-5 DK, Desal-5 DL (GE Osmonics, США) и NF270 (Dow Liquid Separations, США). Оказалось, что этот способ наиболее простой и дешевый. Нанофильтрацию часто применяют совместно с ультрафильтрацией и микрофильтрацией. Например, натуральный фиолетовый краситель из сладкого картофеля группы антоцианов успешно выделяют последовательным фильтрованием на каскаде мембран с диаметром пор 0,01 – 0,20 мкм, 2 – 10 нм и 1 нм. Аналогичные каскады предлагают применять для удаления лактозы из молока, а также бактерий и ферментов при приготовлении напитков. Если модифицировать поверхность мембраны наночастицами серебра, то можно получить бактерицидные фильтры. Исследователи из Московского государственного университета пищевых производств в экспериментах показали, что пиво можно успешно пастеризовать фильтрованием через металлокерамические мембраны с наночастицами серебра на поверхности пор. А из водно-спиртовых смесей после такой фильтрации получается водка с высокими органолептическими показателями.
3. Повышение стабильности витаминов и ароматизаторов путём заключения в нанокапсулы. Как известно, большинство витаминов и практически все ароматообразующие вещества при термической обработке или длительном хранении разрушаются или улетучиваются. Нанотехнологические приёмы позволяют предотвратить распад этих компонентов, например с помощью циклодекстринов. Их молекулы имеют полость диаметром 0,5 – 0,8 нм, способную вместить 6 – 17 молекул воды. Небольшие органические молекулы могут замещать воду в полости циклодекстрина, при этом образуются соединения включения типа «гость – хозяин» (происходит так называемая супрамолекулярная инкапсуляция). Таким способом удаётся получать дисперсии частиц, заключённых в молекулярные полости размером менее 1 нм, причём такие ассоциаты устойчивы при нагревании вплоть до 200°С. Пищевая добавка, спрятанная в такую полость, может вытесняться другими компонентами среды, имеющими большее сродство к молекуле циклодекстрина. Этот процесс может происходить уже во рту у человека, и если циклодекстрин удерживал ароматические или вкусовые вещества, то вкус и аромат еды будут открываться в самый нужный момент. Аналогичным образом можно получить комплексы гидрофобных витаминов групп A, D, E и К, высокая усвояемость которых может быть обеспечена без употребления жиров. На кафедре биотехнологии Московского государственного университета пищевых производств совместно с центром «Биоинженерия» РАН и институтом биологии Уфимского научного центра РАН успешно выполнен проект «Ферментные системы и технологии получения циклодекстринов».
Исследователи получили новый галофильный штамм бактерии Paenibacillus maceranns и с его помощью наработали партии α-, β- и γ-циклодекстринов. Ими была разработана стабильная наносуспензия комплекса β-циклодекстрина с β-каротином, освоена методика приготовления порошкообразной формы витамина E в виде комплекса включения с β-циклодекстрином. Было установлено, что у биологически активных веществ, заключённых в циклодекстриновые полости, повышается стабильность и биодоступность. В частности, растворимость в воде при комнатной температуре витамина E в виде комплекса составляет 25,9 мг/100 мл, комплекса витамина B2 – 81 мг/100 мл, комплекса включения ванилина – 14 г/100 мл, что в 3 – 6 раз превышает растворимость индивидуальных веществ. Большинство полученных комплексов включения исследователи использовали для обогащения кондитерских изделий. Например, комплекс с витамином E вводили в рецептуру сахарной помадки, комплекс с витамином B2 – в рецептуру желейного мармелада, комплексы с ванилином и эфирным маслом апельсина – в сливочную и сахарную помадку. Анализ показал, что комплексы циклодекстринов в кондитерских изделиях не разрушаются при комнатной температуре в течение двух месяцев. Они не требуют изменения параметров технологического процесса, не портят форму, структуру и консистенцию продуктов.
Помимо циклодекстринов, в качестве носителей биологически активных веществ успешно могут быть использованы нанопорошки кремния (нанокремний). Легко распадаясь в желудочно-кишечном тракте, они исключительно стабильны в пищевых продуктах и напитках. Их уже испытывали в качестве носителей витаминов, рыбьего жира, ликопина и кофермента Q10. 4. Повышение усвояемости биологически активных веществ. Обычно лишь небольшая часть витаминов, микроэлементов и других биологически активных веществ, потребляемых с пищей, усваивается организмом. Это может быть вызвано целым рядом причин: вещества слишком быстро проходят через желудок, плохо растворяются в пищеварительном тракте или слабо всасываются стенками кишечника, разрушаются во время приготовления пищи или в желудочно-кишечном тракте под действием кислот и ферментов. Поэтому биологически активные вещества целесообразно защитить и доставить точно по месту усвоения без каких-либо потерь. Роль защитника и транспортного средства для витаминов, пробиотиков, антиоксидантов, малорастворимых липидов (каротиноидов, фитостеролов) могут успешно выполнить глобулярные белки, в частности глобулин молока. Захватывая и обволакивая частицы биологически активных веществ, он повышает их усвояемость. Глобулярные белки не только хорошо сорбируются стенками кишечника, улучшая всасывание, но и успешно проникают во внутриклеточное пространство, обеспечивая целевую доставку. Сферические носители – не единственные описанные в литературе. Сегодня в арсенале исследователей появился трубчатый пищевой белок. Молочный α-лактальбумин при частичном гидролизе протеазой из Bacillus licheniformis может формировать трубки внешним диаметром 20 нм, внутренним – 8 нм, длиной тысячи нанометров. При этом образуются производные белка с молекулярными массами от 10 до 14 кДа. Из этой смеси в присутствии ионов кальция формируются прочные концентрические трубки, способные выдерживать термообработку при 72°С в течение 40 с и устойчивые к замораживанию и высушиванию. В таких трубках можно «вырезать» отверстия, отдельные фрагменты, а можно «разрезать» сами трубки. Если трубки заполнить биологически активными компонентами, то получится отличное транспортное средство для доставки их в организм. Процесс самосборки-дезинтеграции трубок обратим, и управлять им можно, изменяя рН среды и концентрацию ионов кальция. Сегодня исследователи разрабатывают способы контролируемо открывать и закрывать отверстия нанотрубок с помощью липидных «крышек».
5. Измельчение традиционных продуктов до наноразмеров. В патентной литературе описаны нанопорошки и эмульсии растений, традиционно употребляемых в пищу, в том числе зелёного чая, а также нанодисперсии прополиса в виде порошка или таблеток. Антиоксидантная активность зелёного чая при размерах частиц менее 1000 нм стократно превышает таковую у тех же сортов чая при обычной обработке. То же самое можно сказать и о микроэлементах, например о селене. Этот жизненно важный элемент в неорганической форме обычно не усваивается организмом человека. Поэтому необходимо синтезировать сложные органические соединения селена – только ими целесообразно обогащать пищу. Это чрезвычайно важно для тех мест, где почва обеднена селеном, например для КНР и некоторых российских регионов. Теперь установлено, что наночастицы селена можно стабилизировать в виде водной дисперсии, хорошо усваиваемой организмом [7]. Сюда же следует отнести использование нанотехнологий при приготовлении витаминно-микроэлементных премиксов в качестве добавок к кормам для животных, что обеспечивает в животноводстве и птицеводстве повышение продуктивности в 1,5 – 3 раза, повышение сопротивляемости стрессам и инфекциям. Так, В.А. Казаковым и другими показано, что обработка семян лапчатки гусиной наноразмерным железом способствует накоплению биологически активных соединений, в частности полисахаридов, в надземной части растений. Показатели в опыте превысили контроль на 14,2 %,что позволило получить высококачественный корм для животных. Введение же в рацион кроликов лапчатки гусиной, семена которой обработаны наноразмерным железом, равно как и непосредственно суспензии наноразмерного железа, способствовало повышению массы тела опытных животных на 9,0 – 14,6 % [8].
6. Маркировка товаров на основе полимерных светоизлучающих диодов. В скором времени будут внедрены новые способы хранения, отображения и считывания информации на упаковке. Достижения такого рода позволят приобретателям получать больше информации об источнике, происхождении и хранении пищевых продуктов, их диетологических характеристиках и пригодности для генетической системы и образа жизни отдельных потребителей.
7. Производство пищевых продуктов с заданным химическим составом и органолептическими показателями. Среди более далёких перспектив применения нанотехнологий заявляются проекты изготовления унифицированных интерактивных напитков и еды: покупая такую продукцию, потребитель при помощи несложных манипуляций сможет изменять цвет, запах и даже вкус продукта.
8. Производство загустителей и стабилизаторов консистенции нового поколения. Белковые нанотрубки способны формировать гели, устойчивые к линейной деформации. Однако если просто встряхнуть кювету с гелем, то он немедленно становится текучим. После встряхивания структура геля самопроизвольно восстанавливается в течение нескольких часов. Гели, полученные с помощью таких загустителей, прозрачны и контролируемо обратимы.
9. Стимулирование роста сельскохозяйственных растений. Высокоэффективные нетоксичные регуляторы роста антистрессового действия нового типа (нанобиокомпозиты) получены в институте химии твёрдого тела и механохимии СО РАН методом механохимической обработки растительного сырья. В ходе механического измельчения древесной коры и шелухи риса до наноуровня и обработки твёрдой щелочью получены нанокомпозиты с развитой поверхностью раздела фаз. При тестировании на побегах рапса, нута и люцерны добавление этих препаратов активизировало рост корней, побегов и листьев.
В.Г. Дархановой и другими также показана регуляторная активность нанобиокомпозита из коры облепихи в эксперименте по размножению люцерны. Согласно рабочей гипотезе, стимулирующий эффект препарата обеспечивает серотонин, который содержится в сухой коре облепихи в концентрации 1 % [9].
10. Повышение эффективности применения пестицидов. Создание нанодисперсных версий используемых пестицидов может повысить их стабильность и эффективность в отношении сельскохозяйственных вредителей, а также улучшить поглощение пестицидов сорняками. Однако подобные инновации требуют тщательного исследования в области здравоохранения и экологии [10].
11. Создание регулируемых газовых сред при послеуборочной обработке подсолнечника, табака и картофеля, хранении фруктов.
12. Получение более лёгких, прочных, термически устойчивых упаковочных материалов.
13. Идентификация условий и сроков хранения пищевой продукции, обнаружение патогенных микроорганизмов путём использования наночипов, в зависимости от определённых условий меняющих окраску.
С 2005 г. ежегодно проходят конференции по интеграции нанотехнологий в пищевую промышленность – «Nano4food», среди основных целей которых повышение качества, полезность для здоровья, безопасность продукции, предотвращение некоторых заболеваний.
На сегодняшний день на мировом рынке уже насчитывается несколько сотен пищевых продуктов, производимых с использованием нанотехнологий. В основном такая продукция распространена на рынках США, Азии и Европы.
Среди пищевых «нанопродуктов», которые уже поступили или скоро поступят в продажу, можно отметить молочный продукт компании «Campina»с наночастицами для более быстрого усвоения кальция. Он был рассчитан на пожилых людей, однако они не проявили должного интереса, и продукт пришлось вывести с рынка. В Австралии изготовили экспериментальную партию хлеба с добавлением нанокапсул, содержащих жир тунца. Эти нанокапсулы обеспечивают хлеб дополнительными питательными и биологически активными веществами, но при этом сам продукт не пахнет рыбой.
В нашей стране сотрудниками Сибирского университета потребительской кооперации совместно с Институтом химии твёрдого тела получен патент № 2245151 на серебряный нанобиокомпозит для добавления в хлебобулочные изделия в качестве антисептического средства. Его авторами разработана рецептура хлеба для профилактического питания с добавкой биокомпозита в виде наночастиц серебра на поверхности минерального сорбента (цеолита) и дана его товароведная оценка [11]. Показано, что серебро в наноразмерном состоянии намного эффективнее по сравнению с ионным серебром в борьбе с патогенной микрофлорой [12].
Серебряный нанобиокомпозит снижает количество картофельной палочки – возбудителя «картофельной болезни» хлеба – на 44 %, ингибирует развитие плесневых микроорганизмов, что положительно влияет на микробиологические показатели муки и выпекаемого из неё хлеба. Предполагается также использование серебряных нанобиокомпозитов в кормовых добавках для лечебного и профилактического кормления различных групп сельскохозяйственных животных и птицы. Их эффективность показана в ходе 25-дневного эксперимента, когда группа мускусных утят, получавших с пищей добавку цеолита с серебряным нанобиокомпозитом (1 %), увеличила массу на 12,4 % по сравнению с утятами, получавшими с кормом обычный цеолит.
В настоящее время исследования продолжаются в направлении определения эффективности замещения лекарственных препаратов, используемых при производстве бройлеров, на новую кормовую добавку серебросодержащего цеолита.
Несмотря на то, что нанокомпозиты пока мало применяются в кормлении сельскохозяйственных животных, перспектива их использования в качестве антибиотиков, несомненно, является актуальной, так как на долю желудочно-кишечных заболеваний приходится до 70 % причин гибели скота. Серебряный нанокомпозит подтвердил свою эффективность в борьбе с желудочно-кишечной инфекцией. Наряду с серебром ведутся исследования по применению для тех же целей наноразмерного висмута [13].
Учёные Белгородского государственного университета также разработали нанотехнологическую кормовую добавку для сельскохозяйственных животных. В её состав входят наносорбенты на основе монтмориллонитовых глин Белгородской области. Сорбционная ёмкость этих компонентов в 30 – 33 раза выше, чем у природного монтмориллонита за счёт перевода минерала в активное нанокластерное состояние. Основное назначение кормовой добавки – поглощать и выводить из организма животных тяжёлые и радиоактивные металлы, нитраты, нитриты, остатки пестицидов, а также различные микроорганизмы и продуцируемые ими токсины. Как показали опыты на лабораторных животных, добавка поглощает катионы меди, свинца и других тяжёлых металлов в 10 – 100 раз более эффективно, нежели активированный уголь. При содержании в желудочно-кишечном тракте животного 10 мг/л никеля очищение происходит на 100 %, хрома, свинца, ртути, кадмия – на 80-95 %, а радиоактивного цезия – на 95-98 %. Кроме того, добавка на 98 – 99,99 % нейтрализует возбудителей дизентерии, золотистый стафилококк и вирус полиомиелита и сорбирует такие бактерии, как сальмонеллы, стрептококки, кишечную палочку.
Введение добавки в рацион лактирующих коров повышает содержание каротина в молоке на 17 %. У свиноматок, получающих препарат во время беременности, снижается проявление токсикоза, на 18 % повышается число здоровых новорождённых поросят. Сохранность поросят возрастает на 8 – 11 %, а их живая масса на 20 – 25 % превышает массу собратьев от свиноматок, не получавших добавку. При дальнейшем откорме прирост живой массы поросят увеличивается на 13 – 44 %, продолжительность откорма сокращается на 1,5 месяца.
При кормлении птицы использование добавки способствовало увеличению живой массы на 15 – 18 %, на 5 – 7 % возрастало содержание кальция и фосфора в скорлупе яиц, что увеличивало её прочность [14]. Кроме того, разработки отечественных учёных нашли применение при выделении наиболее ценных компонентов творожной сыворотки (альбумин, глобулин, жир) наноматериалами – флокулянтами, химически модифицированными пропиленгликолем и глицином в присутствии микроволнового и ультразвукового облучения [15]. Актуальность подобных исследований обусловлена тем, что более 60 % этого чрезвычайно ценного пищевого продукта, получаемого при производстве сыров в качестве отхода, просто сливается в канализацию. Доктором технических наук А.А. Брашихиным предложено использовать нанотехнологии, осуществляющие безреагентное регулирование функционально-технологических свойств сельскохозяйственного сырья. Это позволило применить наноактивированные среды для модификации коллагенсодержащего сырья (свиной шкурки) взамен небезопасных химических реагентов (соляной кислоты). Разработан, теоретически и экспериментально обоснован способ получения (кавитационная дезинтеграция) стабильных наноструктурированных водно-жировых эмульсий с массовой долей жировой фазы 60 – 70 %. Использованием наноактивированных сред установлена возможность снижения рецептурного количества поваренной соли для варёных колбас в среднем на 6 % без изменения вкусовых характеристик. Автор исследования приходит к выводу о том, что применение наноактивированных сред при производстве мясных фаршевых продуктов позволяет исключить из рецептур химические добавки (каррагинаны, фосфаты) и улучшить технологические показатели мясопродуктов (выход, органолептические характеристики) [16].
В то же время мировое научное сообщество неоднозначно оценивает возможность использования нанотехнологий при создании пищевых продуктов. По мнению специалистов Агентства пищевых стандартов Великобритании, эффекты, оказываемые на человеческий организм нанотехнологической продукцией, требуют дополнительного анализа. Исследователи пока затрудняются ответить, какое воздействие наночастицы могут оказывать на пищеварительную систему человека и его самочувствие в целом [17].
В этой связи вспомним, что в 2000 г. 57 стран мира подписали Картахенский протокол, где был установлен так называемый принцип предосторожности: если какой-либо вид деятельности заключает в себе угрозу или вероятность нанесения ущерба здоровью человека или окружающей среде, меры предосторожности должны приниматься, даже если какая-либо причинно-следственная связь до конца научно не обоснована [18]. Нанотехнологии, применяемые в пищевых продуктах, наряду с генной инженерией полностью попадают под действие этого принципа. В официальных документах показано, что наночастицы и наноматериалы могут обладать комплексом физических, химических свойств и биологическим действием (в том числе токсическим), которые часто радикально отличаются от свойств этого же вещества в форме сплошных фаз или макроскопических дисперсий.
В свою очередь, это может вызвать вполне конкретные риски при использовании их в составе пищевых продуктов (см. таблицу).
|
