Нанохраните – свят на чудеса, надежди и... страх

Доц. д-р Димитър ПОПОВ
 
Един от най-главните проблеми, чието решаване е от първостепенна важност за жителите на Земята, това е осигуряването на необходимите продукти за изхранване на седеммилиардното й население, един милиард от което изпитва постоянен недостиг от храни, а 500 милиона откровено гладуват... Картината е наистина потресаваща и независимо от трудностите, пред които е изправена нашата страна, би трябвало да сме поне малко щастливи, че все още сме далеч от епицентъра на този тежък световен проблем. Ежедневно от глад в света умират близо 25 000 души. Три четвърти от смъртността при децата до пет години е причинена от глад и недохранване.

Началото беше поставено през 2000 г.

В търсене на изход е впрегнат целият интелектуален потенциал на нашата планета и е заделен колосален финансов ресурс. Необходимостта от бързи и ефикасни решения роди и такива, които създадоха сериозни опасения и предизвикаха горещи и нестихващи и в наши дни дискусии както между специалистите, така и в публичното пространство – клонирането на животни и генно модифицираните организми (ГМО).

Далеч преди да се вземе окончателно решение по тези въпроси, светът се изправи пред ново предизвикателство – нанохраните, които по презумпция следва чувствително да разхлабят примката на глада, стягаща все по-осезателно жителите на Земята, и чувствително да подобрят качеството и безопасността на продуктите, консумирани в наши дни. Началото беше поставено през 2000 г., когато американската компания Krafts Foods създаде първата нанотехнологична лаборатория и консорциума Nanotek, включващ 15 университета от различни страни. Възможността за реализиране на големи печалби чрез нанотехнологиите беше своевременно оценена и от други водещи производители в хранителната индустрия, които влагат в това направление сериозен финансов ресурс.

В резултат само четири години по-късно светът се сдоби с цели 180 продукта с характеристики и свойства, нямащи аналог в заобикалящата ни природа. Основни производители са САЩ и страните от Азиатския регион (Тайван, Китай и Япония), където в определена степен се регламентира и регулира това производство. В ЕС се проявява определена сдържаност по отношение на регламентирането на производството и продажбата на нанохраните заради отсъствието на убедителни доказателства за тяхната безопасност за човешкия организъм. Това обаче не означава, че в рамките на ЕС не се правят подобни изследвания. Интензивни разработки в областта на нанохраните се извършват в поне 15 страни - членки на ЕС, като броят на създадените продукти е около сто.

Има ли повод за безпокойство

Основните опасения по отношение на нанохраните идват от това, че поради изключително малките си размери наночастиците безпрепятствено могат да достигнат до всеки орган в човешкото тяло (в това число и до мозъка!), предизвиквайки процеси, чиято същност и дълбочина не е изучена. Известно е, че сложната организация на човешкия организъм се основава на селективното действие на множество мембрани, които пропускат едни вещества, а други задържат.

Те обаче са безсилни пред свръхмалките наночастици, в резултат на което по същество организмът се превръща в „разграден двор” – с неясни правила и още по-неясни последици. Предвид огромната им специфична повърхност наночастиците притежават колосална реактивоспособност, а очевидно и мощно биологично въздействие. Според някои организации, независимо от контрола, в ЕС в оборот са над 100 продукта, съдържащи наноматериали. Някои специалисти са на мнение, че през 2015 г. нанохраните ще имат около 40% пазарен дял, а към 2040 г. иновационните технологии ще са обичайна практика в хранителната промишленост.

Перспективите

Какво представляват нанохраните, с какво се отличават от „нормалните” и как ще се реши споменатият световен проблем? Ще се опитаме да дадем отговор на тези въпроси. Представката „нано” произхожда от старогръцки и означава джудже. Терминът съвсем не е случаен. В нанохраните присъстват компоненти, чиито размери са в интервала от 1 до 100 нанометра (1 нанометър е една милиардна част от метъра, т.е. 10-9 метра). Целият секрет се състои в това, че свойствата на наночастиците на дадено вещество в повечето случаи съществено се отличават от тези на обичайната форма, под която то се среща в природата.

Всъщност наночастиците представляват един нов, съвсем непознат, с удивителни възможности и умопомрачително бъдеще свят, простиращ се дори и отвъд човешката фантазия. В резултат на изключително интензивната изследователска работа в областта на нанохраните, почти нямаща аналог в други научни направления, се стигна до становището, че на този етап в хранителната промишленост е перспективно използването на нанотехнологиите в следните пет направления: раздробяване на компонентите на храните до размер на наночастици, производство на нанонутриенти, подобряващи чувствително качеството на продуктите, нанофилтрация, целяща отстраняване на вредни вещества или отделяне на полезни такива, биосензори за контрол на качеството и безопасността на храните и хранителни опаковки от ново поколение, позволяващи многократно да се удължи срокът на годност на хранителните продукти.

Като изключително перспективно се оценява направлението, свързано с влагането на т.нар. нанонутриенти в хранителните продукти. В качеството на носители, които надеждно защитават чувствителните към въздействията на околната среда важни нутриенти (витамини, фитостероли, минерали и др.), се използват удивителните циклични въглеводороди циклодекстрини, някои глобуларни белтъци, както и невероятното достижение на биодизайна – тръбният алфа-лакталбумин. Последният представлява превъзходен „контейнер” за транспортиране на широк кръг вещества (витамини, минерали, ензими, фармацевтични препарати и др.) и притежава уникалната способност управляемо и контролирано да „излива” съдържимото в желания участък на човешкото тяло.

Не по-малко перспективно е и направлението, свързано с приложението на ядливи нанофилми, състоящи се от два или повече нанослоя (като правило глобуларни протеини, полизахариди и липиди), които, освен че предпазват продукта от външните въздействия, могат да имат антибактериален, антиокислителен и поддържащ вкусовите и ароматичните свойства ефект, както и (чрез промяната на цвета си) да подсказват за изтичането на срока на годност на съответния продукт.

Първите успехи

В резултат на интензивната експериментална работа на пазара се появи китайски зелен наночай, чиято антиоксидантна способност стократно превъзхожда тази на обикновения зелен чай. Холандски специалисти създадоха майонеза с уникално ниско маслено съдържание, изградена от миниатюрни водни капки, обвити със свръхтънък маслен филм, чиито органолептични характеристики са напълно идентични с обичайния продукт. Тяхно дело е и сензационното нановино, което променя своите органолептични свойства... по желание на клиента.

При нормални условия то има например характеристиките на едно добро „Мерло”, но при повишаване на температурата придобива тези на вино от съвсем друг тип, например „Каберне” или дори „Пино ноар”. Т.е., закупувайки една бутилка, вие се сдобивате с няколко вида качествено вино. Израелска компания разработи растително масло, в което са диспергирани нанокапсули, съдържащи витамини и минерални вещества, които запазват своята биологична активност до момента на употребата на продукта. Разработен е и хляб, който съдържа нанокапсули с важни за организма нутриенти.|

Може би за мнозина ще прозвучи като фантастика, но на сериозен етап са и разработки, свързани с производство на месо от нановлакна, което никога не е пасло тревица, както и на зеленчуци, които никога не са били огрявани от слънцето. А какво ще кажете за светещ в тъмнината сандвич, който е безценен, когато четете?

Американското правителство учреди премия от един милион долара за успешно решаване на задачата за създаване на наномесо, което би направило перспективите за изхранването на населението на Земята далеч по-оптимистични. В заключение може би е уместно да завършим нашия разказ с думите: нанохраните – това е един фантастичен и неподозиран свят на чудеса, надежди и... страх.

Терминът „нанохрани” за първи път официално беше въведен през 2005 г. по време на Научната конференция Nano Food, проведена в холандския град Вагенинген. Пазарният дял на тези чудо-храни, чието въздействие върху човешкия организъм все още далеч не е изяснено, нараства с умопомрачителни темпове. През 2002 г. в света са закупени нанохрани на стойност едва 150 милиона долара, а десет години по-късно – през 2012 г., вложената сума достигна цели 21 милиарда долара! По приблизителни оценки на някои водещи специалисти в настоящия момент на пазара в света се предлагат няколкостотин продукта, в производството на които е използвана нанотехнология.

gpopov_bg@yahoo.com

 

 

 

 

Сподели във Facebook