Bevezetés

Napjainkban az egyik legdinamikusabban fejlődő tudományterület a nanoméretű anyagok kutatása. A nanotechnológia kutatása és alkalmazása a XXI. század nagy tudományos, technikai és fejlesztési kihívásai közé tartozik. Nanostrukturált anyagok a természetben is megtalálhatók (például: agyagok, zeolitok), de mesterségesen is előállíthatók. A nanoszerkezetű anyagok különleges tulajdonságaik révén számos élelmiszergazdasági alkalmazási területen is ígéretesek.

A nanotechnológiai ismeretanyagnak az élelmiszerek jobb minőségét és biztonságosságát célzó, elképzelt alkalmazásai bár sokfélék, a gyakorlati alkalmazások ezen a területen még kezdeti szakaszban vannak. Kétségtelen azonban, hogy az élelmiszer-nanotechnológia az élelmiszer-tudománynak is új területe, és a nanotechnológiák az élelmiszergazdaság számára is nagy kihívást jelentenek, beleértve az élelmezés- és élelmiszer-biztonságot, a nyomon követést (traceability), az élelmiszer-feldolgozás és -csomagolás egyes területeit, a tápanyagbevitel bizonyos új lehetőségeit, az élelmiszerek jobb megőrzését és a fogyasztóvédelem számos más szempontját is, a mezőgazdasági termeléstől a fogyasztó asztaláig. A nanoméretekkel összefüggő jelenségek megértése azonban nemcsak új anyagstruktúrák és -tulajdonságok kialakításának ígéretessége, hanem az ezekkel esetleg összefüggő toxikológiai problémák megelőzése, valamint a jogi szabályozás kialakítása és az ellenőrizhetőség módszereinek kidolgozása miatt is igen fontos.

Az MTA Környezettudományi Elnöki Bizottság (KÖTEB) Élelmiszer-biztonsági Albizottsága stratégai feladatai közé felvette, hogy a döntéshozók számára áttekinti a nanotechnológia élelmiszer-gazdasági alkalmazásának főbb irányait és az alkalmazásokat megelőzően mérlegelendő élelmiszer-biztonsági kockázatokat is, hogy egyéb, új technológiákkal kapcsolatos döntések megalapozásához hasonlóan felhívja a figyelmet az előnyök és a kockázatok arányának előzetes összevetésére és az e területen is szükséges oktatási, ismeretterjesztési és további tudományos kutatási feladatokra.

A nanotechnológia gyökerei

Sem a tudományterület, sem a mesterségesen előállított nanoanyagok felhasználása nem teljesen új keletű. Példaként: az ókori Rómában készült a Lükurgosz-csésze nevű üvegdísz (ma a British Museumban látható), amely csodálatos és a megvilágítástól változó színeit a benne található 70 nm-es aranyrészecskék különleges optikai tulajdonságainak köszönheti. A kolloidokról szóló első átfogó, 1914-es tanulmány szerzője Wolfgang Ostwald, aki Az elhanyagolt dimenziók világa című könyvében leírta, hogy a molekuláris méretek és a mikroszkopikusan észlelhető rendszerek között léteznek olyan részecskehalmazok, amelyek a fény hullámhosszával nagyságrendileg azonos méretűek. Az egykor elhanyagolt dimenziók felé az utóbbi évtizedekben egyre nagyobb figyelem fordul, mivel felismerték, hogy a kolloidméret alsó tartományában (1–100 nm) az anyagok számos fizikai-kémiai tulajdonsága (például: optikai tulajdonságok, elektronszerkezet, sűrűség, oldhatóság) eltér az adott anyag nagyobb részecskéit tartalmazó rendszerek jellemzőitől (Dékány, 2005). A kutatásokkal párhuzamosan a nanoanyagok különféle felhasználása is jelentős növekedésnek indult. A nanotechnológia célja az anyagok regulálása, módosítása az 1–100 nm mérettartományban, amely számos alkalmazásra talált a gyógyszer-, a kozmetikai-, az elektronikai-, az építőiparban és sok más területen; és sokan látják úgy, hogy a mezőgazdaság és élelmiszeripar területén is jelentős lehetőségeket kínál az innovatív termékekre és alkalmazásokra.

Nanoanyagok alkalmazási lehetőségei
az élelmiszerláncban

A nanotechnológia alkalmazásai megjelenhetnek az élelmiszerlánc bármely pontján.
A mezőgazdasági- és élelmiszeripar területén a kereskedelmi forgalomba került nanotermékek száma jelentősen nőtt az elmúlt néhány évben. Bár hivatalos nyilvántartás nem létezik a nanotechnológiával készült termékekre, három adatbázis is ismert, mely kezdeményezte a nanoanyagokat felhasználó termékek besorolását: az amerikai Project on Emerging Nanotechnologies (PEN), az európai kezdeményezésű NANOinventory, valamint az Európai Fogyasztóvédelmi Szervezet. A PEN oldalán jelenleg százöt alkalmazás található az élelmiszerek és italok körében. Az élelmiszeripari alkalmazások kapcsolódásuk helye szerint is csoportosíthatók az élelmiszerlánchoz (Chaudhry – Castle, 2011). A következőkben ezekre mutatunk be példákat.

Élelmiszer-termelés

A nanoméretű agrokemikáliák (műtrágyák, peszticidek, biocidek, állatgyógyszerek) előnye, hogy a hatóanyag jobb célba juttatását, a dózis pontosabb szabályozását, kevesebb oldószer használatát segítik elő. A nanokapszulába zárt és folyamatosan felszabaduló növényvédő szerek szintén perspektívát jelentenek a hatóanyag célzott bejuttatásában. Az állattenyésztési alkalmazások révén a takarmány-adalékanyagok csökkent mennyisége, jobb biohozzáférhetősége, kisebb környezeti hatás és a toxinok takarmányból történő eltávolítása képzelhető el. Erre már néhány konkrét példa is ismert, például a toxinokat vagy patogéneket megkötő és eltávolító nanorészecskék. Az ún. nanovakcinák az állategészségügy területén jelenthetnek előrelépést, a hatóanyag hatékonyabb célbajuttatása által. Az ilyen jellegű kutatások azonban egyelőre kevésbé kerültek megvalósításra a gyakorlatban (Chaudhry – Castle, 2011).

Élelmiszer-feldolgozás

A feldolgozott, nanoszerkezetű élelmiszertermékek előállításával a fogyasztó akár egészségesebb étrendet állíthat össze; így a csökkentett zsírtartalmú, de változatlanul krémes és finom élelmiszerek (például jégkrém) felhasználásával. Ez megoldható például nanovízcseppeket tartalmazó összetett emulzióval, ahol a vízben diszpergált olaj egy részét vízre cserélik. Mivel az olajcsepp belsejében történik ez az átalakítás, ezért a fogyasztó ízérzetén nem változtat.

Kisebb mennyiség lesz szükséges a szerves nanoadalékok (színezékek, tartósítószerek, aromák, fűszerek) élelmiszerhez, táplálékkiegészítőhöz és takarmányhoz adása esetén. A vízben nem oldódó adalékanyagok jobban eloszlathatók további hozzáadott zsír vagy emulgeálószer nélkül, illetve fokozott íz- és aromahatás érhető el a nagyobb határfelületnek köszönhetően (Chaudhry – Castle, 2011). Ezek az alkalmazások várhatóan jobban elterjednek majd az élelmiszerek és táplálékkiegészítők terén.

Interneten már kapható több, liposzómába vagy biopolimer alapú nanokapszulába zárt, tápanyagot szállító nanohordozó rendszer (Supplement Clinic [URL1], LycoRed [URL2], Aquanova-honlapok). Az ilyen alkalmazások elsődleges célja, hogy bizonyos összetevők/adalékanyagok (például halolaj) ízét elfedjék, megvédjék a feldolgozás során a különböző behatásoktól, javítsák a termék optikai megjelenését, a tápanyagok biohozzáférhetőségét.
Bizonyos étrend-kiegészítőkben a szervetlen szilárd nanorészecskék (például ezüst) hozzáadása is elképzelhető. Számos, szervetlen adalékanyagot tartalmazó (például: ezüst, platina szilícium-dioxid, titán-dioxid, vas-, szelén-, kalcium-, magnézium-tartalmú) étrend-kiegészítő, funkcionális élelmiszer és más élelmiszeripari alkalmazás létezik már. Az ilyen alkalmazásokkal a szerves nanorészecskékhez hasonló előnyök érhetők el, kiegészítve a fém(-oxid) nanorészecskék esetén a nanoméretből adódó megnőtt antimikrobiális aktivitással. Ez a terület a legaggályosabb egészségügyi szempontból, mivel ebben a körben előfordulhatnak oldhatatlan, emészthetetlen, bioperzisztens részecskék. A szervetlen nanorészecskéket bevonatként is alkalmazhatják, az élelmiszerek felületén bizonyos funkciók (például nedvesség bejutásának megakadályozására) elérésének céljából. Bizonyos szervetlen adalékanyagok (például: TiO₂, SiO₂) nem szándékosan, hanem járulékosan is tartalmazhatnak nanorészecskéket, mivel előállításuk során gyakran széles részecskeméret-eloszlással jellemezhető termék keletkezik, így a mikroszkópikus méretű részecskék mellett nanorészecskék is vannak a termékben.

Élelmiszerekkel érintkező anyagok

Piaci becslések szerint a nanotechnológia élelmiszeripari alkalmazása elsősorban csomagolóanyagokban terjedt el. A nanoanyagok csomagolóanyagokban való alkalmazásának több típusát lehet megkülönböztetni.

A nanokompozitok esetén az előnyös tulajdonságot (mechanikai vagy funkcionális, pl. gázzárás, hőmérséklet/nedvesség-stabilitás) a műanyaghoz adott nanorészecskékkel érik el.

Hasonló hatás érhető el a csomagolóanyag felületére vitt nanobevonatokkal. A vákuumal felvitt alumíniumbevonatok például elterjedtek a snack, cukrászati termékek és a kávé csomagolásában. Az alumíniumréteg kb. 50 nm vastag, így nanoanyagnak tekinthető (Bradley et al., 2011). Két- vagy többrétegű nanolaminátok pedig szóba jöhetnek ehető bevonatok, illetve élelmiszer-csomagolás céljaira.

Kiemelendő az aktív csomagolóanyagok köre, melyben a csomagolóanyagban lévő nanorészecske felületéről bizonyos (például antimikrobiális) anyagok élelmiszerbe történő bejuttatásával vagy megkötésével (például toxinok) érik el a mikrobaellenes hatást. A kereskedelmi forgalomban már elérhetőek a nanoezüst tartalmú nanokompozit élelmiszertároló edények. Ezek antimikrobiális tulajdonságuk révén az élelmiszer hosszabb eltarthatóságát ígérik. Az antimikrobiális hatás elsősorban a kis mennyiségben kioldódó ezüstionoknak köszönhető, bár a vizsgálatok azt mutatják, hogy bizonyos mennyiségben – különösen az első néhány használat alkalmával –, az ezüst nanorészecskék is bejutnak a tárolt élelmiszerbe (von Goetz et al., 2013).

Az élelmiszerekkel érintkező felületek nano mérettartományban történő módosításával előállíthatóak speciális tulajdonságú felületek is. Példaként hidrofobizált nano-szilícium-dioxiddal ún. lótuszhatású, szuperhidrofób felület hozható létre, amelyet tapadásmentes serpenyők gyártásánál alkalmaznak.

Élelmiszer-analitikai alkalmazások

A nanoszenzorok azáltal segítik elő az élelmiszer eredetének igazolását, biztonságosságát, védelmét, hogy az élelmiszer állapotát a szállítástól a tárolásig monitorozzák az ún. smart csomagolásokban. Az intelligens csomagolóanyagok területének jelentősége, hogy a csomagolás egy adott jelzésre reagál, például elszíneződik vagy tartósítószert bocsát az élelmiszerbe bizonyos mikrobás tevékenység hatására (Silvestre et al., 2011). Ez a terület várhatóan gyors növekedésnek indul majd. Különféle szén nanocsöveket tartalmazó membránok pedig az élelmiszeripari elválasztástechnika szelektivitásának növelését ígérik.

Ivóvíz- és szennyvízkezelés

A fentieken túlmenően további alkalmazási lehetőségeket rejt az ivóvíz és a szennyvíz nanotechnológiai kezelése. A nanoanyagok a víztisztítás területén lehetőséget kínálnak a szerves szennyezőanyagok lebontásával, nehézfémek oxidálásával, patogének elpusztításával. Konkrét példaként említhető a nanovas és más fotokatalitikus hatású anyagok (például TiO₂) alkalmazása.

Nanoanyagok toxicitása

A nanorészecskék viselkedése nagymértékben eltér tömbfázisbeli viselkedésüktől. Biológiai rendszerekben is jelentősen különbözik viselkedésük a nagyméretű részecskéknél tapasztaltaktól, ami új kihívást jelent biztonságosságuk megítélésében. A nanoanyagok toxicitása több fizikai és kémiai tulajdonságuktól függ, például összetétel, kristályszerkezet, méret, alak, felületi tulajdonságok, dózis. Ennélfogva a nanoanyagok jellemzéséhez nem elegendő csupán a kémiai minőség és a koncentráció megadása.

Feltehetően sokféle nanoanyagtípus van már kereskedelmi forgalomban, ezek egészségügyi hatása nagyon eltérő lehet. Azok az élelmiszerrel érintkező nanorendszerek, melyek kötött formában tartalmaznak nanorészecskéket (például csomagolóanyagok), a részecskék migrációja révén kerülhetnek be az élelmiszerekbe. Az eddigi vizsgálatok szerint a műanyagokból tapasztalt migráció kismértékű a hagyományos műanyagok esetén, a biopolimer alapú nanokompozitokkal kapcsolatban azonban további vizsgálatok szükségesek (Chaudhry – Castle, 2011).

A szándékosan élelmiszerekhez adagolt, vagy a csomagolásokból vándorló nanoanyagokon kívül szennyezőként jelen lehetnek az állatgyógyászat, illetve a növénytermesztés során alkalmazott anyagok is. A víztisztításnál felhasznált nanoanyagok bekerülhetnek az ivóvízbe. Fontos megemlíteni, hogy a nanotechnológia világméretű és széles körű alkalmazásával várható, hogy a jövőben egyre nagyobb mennyiségben jelenik meg a nanoanyagokat tartalmazó hulladék a környezetben, amely a növényeken, illetve vízi élőlényeken keresztül bekerülhet a táplálékláncba. Ez hosszabb távon azért is aggasztó lehet, mert ezen az úton olyan nanorészecskék is bekerülhetnek majd az élelmiszerekbe, amelyek nagy toxicitásuk miatt az élelmiszeriparban egyébként nem használatosak.
Az elfogyasztott nanorészecskék lehetnek biodegradábilisek, amelyeket a szervezet könnyen lebont, ezeket soft nanorészecskéknek is nevezik. Ezek szervezetbeli felhalmozódására nem kell számítani. A legnagyobb egészségi kockázatot az ún. hard, nem biodegradábilis, szilárd nanorészecskék jelentik, ezért a továbbiakban a szilárd, szabad nanorészecskék toxitcitsát fejtjük ki bővebben.

Nanoanyagok felszívódása
és eloszlása a szervezetben

Nanorészecskék élelmiszerekkel, gyógyszerekkel, a légzőszervekből és bizonyos kozmetikumokból (például ajakrúzs, fogkrém) kerülhetnek a tápcsatornába.

A gyomor-bél hámsejtjeit egy folyamatosan termelődő viszkózus, védő, negatív töltésű, felületén hidrofób nyálkaréteg védi a lumenben lévő baktériumoktól, részecskéktől és makromolekuláktól. Ez a nyálkaréteg azonban nem nyújt teljes védelmet a negatív töltésű nanorészecskék átjutása ellen. Minél kisebb egy nanorészecske, annál könnyebben jut át a nyálkarétegen, és szívódik fel a nyálkahártyán keresztül is. A felszívódást számos egyéb tényező (például betegségek, gyógyszerszedés, bizonyos élelmiszerek fogyasztása) is befolyásolja.

Felszívódás után a nanorészecskék bekerülhetnek a vér- és nyirokkeringésbe, és ezen keresztül a különböző szervekbe. A nanorészecskék a vérkeringésből elsősorban a májba, a lépbe és a vesébe kerülnek (Fröhlich – Roblegg, 2012), de átjuthatnak a vér-agy gáton, a vér-here gáton (De Jong et al., 2008), illetve placentáris barrieren (Yamashita et al., 2011), így eljuthatnak az agyba, az ivarsejtekhez és a magzatba is. A különböző sejtekbe elsősorban passzív endocitózissal kerülhetnek be (Casals et al., 2008).

Mind a felszívódás mértéke, mind a különböző szervekbe jutás aránya függ a nanorészecskék típusától, méretétől, felületi tulajdonságaitól.

Nanoanyagok a sejtekben

A nanodiszperziók viselkedésének tanulmányozásakor a határfelületek tulajdonságait feltétlenül figyelembe kell vennünk. A részecskeméret csökkenésével a tömegegységre vonatkoztatott szilárd/folyadék határfelület nagysága nagymértékben növekszik. A nanorészecskéket tartalmazó rendszerek fajlagos felülete már akkora, hogy a rendszer viselkedését döntően határozzák meg a határfelület tulajdonságai. A határfelület energiaszintje mindig magasabb a fázis belsejének energiaszintjénél, így a nanodiszperziók többletenergiával rendelkeznek. Ennek következtében a rendszer az energiaminimumra törekvés elve szerint igyekszik a határfelületi energiát csökkenteni a részecskék összetapadásával (koagulációval) vagy felületaktív anyagok, illetve makromolekulák határfelületen történő adszorpciójával. A mesterségesen előállított nanodiszperziókat a koagulálás megakadályozása érdekében stabilizálják (általában negatív felületi töltés kialakításával), így megnövelik a kinetikai állandóságot (élettartamot).

A nanorészecskék endocitózis útján kerülnek be a sejtbe (Casals et al., 2008), ahol a lipid vezikulákba, citoplazmába, mitokondriumba; a legkisebb méretűek akár a sejtmagba is bejuthatnak (Buzea et al., 2007; Elsaesser – Vyvyan

2012). A legnagyobb aggodalmat a nanorészecskék azon képessége jelenti, hogy reaktív oxigéngyököket generálhatnak (Buzea et al., 2007; Elsaesser – Vyvyan 2012).

Amennyiben a képződő szabadgyökök mennyisége túlterheli a sejt antioxidáns védekező rendszerét, a szabadgyökök hatására a lipidek peroxidációja, a fehérjék oxidációja, a mitokondriumok károsodása, illetve a DNS károsodása is bekövetkezhet. A nanorészecskék által generált szabadgyökök gyulladásos választ válthatnak ki, ami számos betegség (például kardiovaszkuláris, autoimmun, daganatos betegségek, Crohn-betegség) kialakulásához vezethet (Han et al., 2013; Buzea et al., 2007). A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (IARC) például éppen a nanoméretű titán-dioxid esetében kísérleti állatoknál tapasztalt karcinogén hatása miatt sorolta a titán-dioxidot a lehetséges humán rákkeltő (2B) kategóriába.

Makromolekulák felületi adszorpciója

Egy másik nagyon fontos folyamat, amit a nanorészecskék biológiai rendszerekkel való kölcsönhatásának vizsgálatakor figyelembe kell vennünk: a makromolekulák adszorpciója a nanorészecskék felületén. Vízoldható makromolekulákat is tartalmazó rendszerekben a nanorészecskék felülete szinte soha nem marad borítatlan, az oldatban lévő makromolekulák adszorbeálódnak rajta.

Az adszorpció már az élelmiszer-, illetve béltartalommátrixban is bekövetkezhet, ami azzal járhat, hogy a nanorészecske „trójai falóként” viselkedik, azaz egyébként nem felszívódó, idegen fehérjéket, peptideket vihet be a szervezetbe, ami allergiás és autoimmun folyamatok elindítója lehet.

A nanorészecske a felszívódás után a szervezet saját fehérjéit adszorbeálhatja. Ez a folyamat megváltoztatja a fehérjék konformációját, ami megzavarja azok normál működését. A fehérjék nemkívánatos konformáció-változása számos betegségben játszik szerepet, például neurodegeneratív betegségek (Elsaesser – Vyvyan 2012), vérrögképződés, gyulladásos folyamatok (Deng et al., 2011).

Az orvosi, illetve gyógyszerészeti felhasználásra szánt nanorészecskék felületét előállításuk során kovalensen, biokompatibilis polimerrel borítják, amely megakadályozza a nemkívánatos fehérjeadszorpciót. Az élelmiszerek esetén sem támogathatunk olyan alkalmazásokat, amelyeknél nem biokompatibilis szilárd felületek kerülhetnek be a fogyasztók szervezetébe.

Az egészségügyi kockázat becslése

Az új élelmiszerek és új élelmiszeripari technológiák bevezetése előtt kiemelten fontos, hogy humán egészségi hatásaik megfelelő értékelése megtörténjen.

Az élelmiszer-biztonság területén illetékes európai szervezet az Európai Élelmiszer-biztonsági Hatóság (European Food Safety Authority – EFSA), mely már 2007 óta folyamatosan követi a nanotechnológia élelmiszeripari és takarmányozási területen történő alkalmazásának fejlődését.

Az EFSA tudományos véleménye (EFSA, 2009) szerint a nemzetközi gyakorlatban elterjedt négylépéses kockázatbecslési minta (veszélyazonosítás, jellemzés, expozíció értékelése, kockázat jellemzése) alkalmazható a mesterséges nanoanyagokra is, azonban a nanoforma specifikus tulajdonságait is figyelembe kell venni a nem nano tulajdonságok mellett. Az egyes anyagok kockázatbecslését esetileg (case-by-case) kell elvégezni.

Az EFSA a kockázatbecslést segítő tudományos útmutatót (EFSA, 2011) tett közzé a 2009-ben megjelent tudományos véleményre épülve. A dokumentum a hagyományos alkalmazásokhoz viszonyítva határozza meg a mesterséges nanorészecskék fizikai és kémiai jellemzéséhez szükséges kiegészítő információkat, és különböző toxicitásvizsgálati megközelítéseket mutat be.

A kockázatbecslés megkezdése előtt körvonalazni szükséges a tervezett felhasználásokból származó várható expozíciók eseteit. Jelenleg nem lehetséges a mesterséges nanoanyagok élelmiszerekből és takarmányokból történő rutinszerű meghatározása, ami növeli az expozícióbecslés bizonytalanságát. Az EFSA eddig négy nanoanyagról adott tudományos véleményt: PET-eszközök belső felületén lévő szilícium-dioxid bevonatról, PET-palackokba ágyazott titán-nitrid nanorészecskékről, nanoezüst szolról és a kalcium-karbonát élelmiszer-adalékanyag nanorészecskéiről.

Jogi szabályozás

Definíció • A nanoanyagok definiálásának igénye nemzetközi viszonylatban és Európában is évek óta napirenden van, mivel ez szükséges a megfelelő szabályozáshoz. Az Európai Bizottság 2011-ben fogadta el a nanoanyag fogalmára vonatkozó ajánlását (2011/ 696/EU). Ezt a definíciót horizontális (minden szakterületre vonatkozó), irányadó definíciónak képzelik el.

Az ajánlás szerint ezt a definíciót (kibővítve más meghatározásokkal – például aggregátum) kell referenciaként tekinteni annak megállapításában, hogy a törvénykezési és politikai célokra az Unióban egy adott anyag nanoanyagnak tekintendő-e.

A közelmúltban az élelmiszerek jelölése terén új rendeletet fogadtak el (1169/2011/EU) a fogyasztók tájékoztatásáról; az élelmiszerben mesterséges nanoanyagok formájában jelen lévő összes összetevőt világosan jelölni kell az összetevők listájában, nevük után zárójelben a nano kitétellel. A szabályt 2014. december 13-tól kell alkalmazni. A rendeletben szintén definiálták a mesterséges nanoanyagot.

A javasolt definíció szerint a mesterséges nanoanyag „olyan mesterségesen előállított anyag, amelynek egy vagy több dimenziója 100 nm vagy annál kisebb méretű, vagy amelynek belső része vagy felülete különálló funkcionális részekből áll, amelyek közül soknak egy vagy több dimenziója 100 nm vagy annál kisebb méretű, beleértve a struktúrát, agglomerátumokat vagy aggregátumokat, amelyek 100 nm vagy annál nagyobb méretűek lehetnek, de amelyeknek a nanoméretre jellemző tulajdonságaik vannak.” Az utolsó kifejezést tovább definiálja, így a nanoméretre jellemző tulajdonságok közé tartoznak a nagy fajlagos felületből adódó tulajdonságok, és a különleges fizikai-kémiai tulajdonságok, melyek a nem nanoforma tulajdonságaitól eltérnek.

A rendelet lehetővé teszi, hogy a műszaki és tudományos fejlődéssel vagy a fogyasztók egészségének és tájékoztatás iránti igényeinek figyelembevétele érdekében a bizottság kezdeményezze a definíció módosítását. Jelenleg is dolgoznak a definíció ajánláshoz való igazításán. Ennek célja kizárólag a fogyasztók tájékoztatása, de a definíció példaként szolgálhat majd az élelmiszerjog más területein is, például az új élelmiszerek meghatározásánál.

Engedélyezés új élelmiszerként

A nanorészecskéket tartalmazó élelmiszerek a 258/97/EK rendelet alapján új élelmiszernek minősülnek, és forgalmazásukat szigorú biztonsági értékeléssel egybekötött engedélyezési eljárás lefolytatása előzi meg. A rendelet definíciója értelmében a nanoélelmiszerek új élelmiszernek tekinthetők, mivel ezen élelmiszereket vagy élelmiszer-összetevőket nem fogyasztották szignifikáns mennyiségben 1997. május 15-e előtt az Unióban (korábban Közösségben), továbbá besorolhatók a meghatározást kiegészítő két kategóriába is: „új vagy szándékosan módosított elsődleges molekulaszerkezettel rendelkező élelmiszerek és élelmiszer-összetevők”, vagy olyanok, „melyeknél jelenleg nem használt, az élelmiszerek vagy élelmiszer-összetevők összetételében vagy szerkezetében olyan számottevő változásokat előidéző gyártási eljárást alkalmaztak, amelyek kihatnak azok tápértékére, anyagcseréjére vagy a bennük található nemkívánatos anyagok mennyiségére.”

Nanorészecskét tartalmazó új élelmiszerre vonatkozó forgalmazási engedélyt ezidáig nem adtak ki az Európai Unióban. Ennek ellenére a nanotechnológia több alkalmazása megvalósult már a kereskedelmi gyakorlatban. Elsősorban az élelmiszerrel érintkező anyagokra, felületekre kell itt gondolni (például vágóhidak, csomagolóanyagok). Nem kerülheti el a figyelmünket az a tény, hogy internetes kereséssel számos, belsőleges fogyasztásra ajánlott kolloid terméket lehet találni, amelyek megvásárolhatók, például kolloid ezüst és arany diszperziók, melyeknek humán szervezetre vonatkozó biztonságossági igazolása még nem történt meg. Az EFSA 2008-ban egy konkrét kolloid ezüst termék értékelése során adatok hiányában nem tudott egyértelmű állásfoglalást adni a termék biztonságosságáról (EFSA, 2008). Mivel a részecskék nanoméretben találhatók a rendszerben, új élelmiszernek tekintendők, szabadon nem forgalmazhatók az Unióban. Az étrend-kiegészítőkben felhasználható ásványi anyagok listáján sem szerepel sem az ezüst, sem az arany. Mivel ún. hard, biológiailag nem lebomló, szilárd, szabad fémrészecskékről van szó, humán fogyasztásuk különösen aggályosnak tekinthető, és elővigyázatosságból nem ajánlott.

Ellenőrzés

A nanorészecskéket élelmiszermátrixokban kimutatni/meghatározni képes rutinmódszerek létfontosságúak a kockázatbecsléshez és ellenőrzéshez egyaránt. Mivel várható a jövőben a nanorészecskék alkalmazására vonatkozó konkrétabb szabályozás bevezetése, elkerülhetetlen, hogy a tagállami hatóságok felkészüljenek a nanotermékek ellenőrzésére.

Következtetések, javaslatok

A nanoméretű anyagok olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek eltérőek ugyanannak az anyagnak a nagyobb méretű részecskéiétől. A nanorészecskék könnyen átjuthatnak a bélcsatornából a véráramba, ezért egy olyan anyag, amely makroméretben nem toxikus, nanoméretű állapotban az lehet. A nanoméretű részecskék esetleg kevéssé ürülnek ki a szervezetből, s jobban felhalmozódhatnak. Ezért a nanotechnológiák élelmiszer-biztonsági mérlegelése és megfelelő vizsgálata indokolt, különösen az esetleges citotoxikus hatásoké és más, szubcelluláris szinten esetleg bekövetkező reakcióké (például kromoszóma-változások, mutagenitás stb.).

Az irodalomkutatás egyértelműen jelzi, hogy a nanotechnológia kutatása az élelmiszeripar területén is fokozott, és várható, hogy az átlagos fogyasztó is egyre inkább találkozhat ezekkel a termékekkel. Számos aggodalom létezik az élelmiszervonatkozású alkalmazásokat és azok hosszú távú hatásait illetően is.

Kívánatos a nanotechnológiák komplex kockázatelemzése (kvalitatív és kvantitatív kockázatbecslés és az ismerethiányos területek felderítése), a kockázatkezelés és a kockázatkommunikációs feladatok mérlegelése, kidolgozása és végrehajtása, valamint a szükséges jogszabályozás megvalósítása.

A tagállami hatóságoknak ezért fel kell készülniük, hogy megfelelően tudják ellenőrizni és kiszűrni a nanotechnológiával készült, nem jogszerűen forgalmazott, esetleg veszélyes termékeket. A növekvő mennyiségben környezetbe kerülő nanohulladék a későbbiekben szükségessé teszi a környezetből a táplálékláncba kerülő nanoanyagok egészségre gyakorolt hatásának értékelését is.

A szakmai képzés és az ismeretterjesztés minden szintjén meg kell valósítani a megfelelő szintű tájékoztatást a nanotudomány és nanotechnológia ismeretanyagáról. A lehetőségek és a kockázatok komplex összefüggései interdiszciplináris megközelítést követelnek meg ezen a téren is.
 

A szerzők köszönetet mondanak Dékány Imre akadémikus úrnak és Pukánszky Béla akadémikus úrnak, hogy felkért szakértőkként a cikk alapját képező tanulmányt tanácsaikkal, kiegészítéseikkel jobbították.
 

A cikk az MTA KÖTEB Élelmiszer-biztonsági Albizottság közösen kialakított véleményét tükrözi. Az Albizottság tagjai: elnök: Farkas József, titkár: Beczner Judit, tagok: Ambrus Árpád, Baranyi József, Barna Mária, Bánáti Diána, Gelencsér Éva, Győri Zoltán, Jozwiak Ákos, Kovács Ferenc, Kovács Melinda, Lugasi Andrea, Mészáros János, Mézes Miklós, Nagy Béla, Somogyi Árpád, Szeitzné Szabó Mária, Varga János (SZIE), Varga János (SzTE), Varga László, Véha Antal
 

Kulcsszavak: nanoanyag, nanotechnológia, élelmiszer, toxicitás, szabályozás, kolloid

IRODALOM

Bradley, Emma L. – Castle, L. – Chaudhry, Q. (2011): Applications of Nanomaterials in Food Packaging with a Consideration of Opportunities for Developing Countries. Trends in Food Science & Technology. 22, 604–610. DOI:10.1016/j.tifs.2011.01.002 • WEBCÍM

Buzea, Cristina – Pacheco Blandino, I. I. – Robbie, K. (2007): Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity. Biointerphases. 2, 4, MR17–MR172. • WEBCÍM

Casals, Eudald – Vázquez-Campos, S. – Bastús, N. G. – Puntes, V. (2008): Distribution and Potential Toxicity of Engineered Inorganic Nanoparticles and Carbon Nanostructures in Biological Systems. Trends in Analytical Chemistry. 27, 8, 672–683. DOI:10.1016/j.trac.2008.06.004 • WEBCÍM

Chaudhry, Qasim – Castle, Laurence (2011): Food Applications of Nanotechnologies: An Overview of Opportunities and Challenges for Developing Countries. Trends in Food Science & Technology. 22, 595–603. DOI: 10.1016/j.tifs.2011.01.001

De Jong, Wim H. – Hagens, W. I. – Krystek, P. – Burger, M. C. – Sips, A. J. – Geertsma, R. E. (2008): Particle Size-dependent Organ Distribution of Gold Nanoparticles after Intravenous Administration. Biomaterials. 29, 12, 1912–1919. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2007.12.037

Dékány Imre (2005): Nanoszerkezetű anyagok. Önszerveződő filmek, reaktív felületek és szenzorok. Természet Világa, I. Kémiai Különszám. 50–53. • WEBCÍM

Deng, Zhou J. – Liang, M. – Monteiro, M. – Toth, I. – Minchin, R. F. (2011): Nanoparticle-induced Unfolding of Fibrinogen Promotes Mac-1 Receptor Activation and Inflammation. Nature Nanotechnology. 6, 39–44. DOI:10.1038/nnano.2010.250

EFSA (2008): Inability to Assess the Safety of a Silver Hydrosol Added for Nutritional Purposes as a Source of Silver in Food Supplements and the Bioavailability of Silver from This Source Based on the Supporting Dossier [1] – Scientific Statement of the Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS). (Question number: EFSA-Q-2005-169). DOI: 10.2903/j.efsa.2008.884 • WEBCÍM

EFSA (2009): The Potential Risks Arising from Nanoscience and Nanotechnologies on Food and Feed Safety. Opinion of the Scientific Committee/Scientific Panel. (Question number: EFSA-Q-2007-124a). DOI: 10.2903/j.efsa.2009.958 • WEBCÍM

EFSA (2011): Guidance on the Risk Assessment of the Application of Nanoscience and Nanotechnologies in the Food and Feed Chain. Guidance of the Scientific Committee/Scientific Panel. (Question number: EFSA-Q-2009-00942). DOI:10.2903/j.efsa.2011. 2140 • WEBCÍM

Elsaesser, Andreas – Howard, Vyvyan C. (2012): Howard Toxicology of Nanoparticles. Advanced Drug Delivery Reviews. 64, 129–137. DOI: 10.1016/j.addr.2011.09.001

Fröhlich, Eleonore – Roblegg, Eva (2012): Models for Oral Uptake of Nanoparticles in Consumer Products. Toxicology. 291, 1–3, 10–17. DOI:10.1016/j.tox.2011.11.004 • WEBCÍM

Han, Sung Gu – Newsome, B. – Hennig, B. (2013): Titanium Dioxide Nanoparticles Increase Inflammatory Responses in Vascular Endothelial Cells. Toxicology. 306, 1–8. DOI:  10.1016/j.tox.2013.01.014 • WEBCÍM

Silvestre, Clara – Duraccio, D. – Cimmino, S. (2011): Food Packaging Based on Polymer Nanomaterials. Progress in Polymer Science. 36, 1766–1782. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2011.02.003

von Goetz, Natalie – Fabricius, L. – Glaus, R. – Weitbrecht, V. – Günther, D. – Hungerbühler, K. (2013): Migration of Silver from Commercial Plastic Food Containers and Implications for Consumer Exposure Assessment. Food Additives & Contaminants: Part A. 30, 3, 612–620. DOI: 10.1080/19440049.2012. 762693

Yamashita, Kohei – Yoshioka, Y. – Higashisaka, K. – Mimura, K. – Morishita, Y. – Nozaki, M. – Yoshida, T. – Ogura, T. – Nabeshi, H. – Nagano, K. – Abe, Y. – Kamada, H. – Monobe, Y. – Imazawa, T. – Aoshima, H. – Shishido, K. – Kawai, Y. – Mayumi, T. – Tsunoda, S. – Itoh, N. – Yoshikawa, T. – Yanagihara, I. – Saito, S. – Tsutsumi, Y. (2011): Silica and Titanium Dioxide Nanoparticles Cause Pregnancy Complications in Mice. Nature Nanotechnology. 6, 5, 321–328. DOI:10.1038/nnano.2011.41

2011/696/EU. A Bizottság ajánlása (2011. október 18.) a nanoanyag fogalmának meghatározásáról. • WEBCÍM

Az Európai Parlament és a Tanács 1169/2011/EU rendelete a fogyasztók élelmiszerekkel kapcsolatos tájékoztatásáról, az 1924/2006/EK és az 1925/2006/EK európai parlamenti és tanácsi rendelet módosításáról és a 87/250/EGK bizottsági irányelv, a 90/496/EGK tanácsi irányelv, az 1999/10/EK bizottsági irányelv, a 2000/13/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv, a 2002/67/EK és a 2008/5/EK bizottsági irányelv és a 608/2004/EK bizottsági rendelet hatályon kívül helyezéséről. • WEBCÍM

Az Európai Parlament és a Tanács 258/97/EK RENDELETE (1997. január 27.) az új élelmiszerekről és az új élelmiszer-összetevőkről. • WEBCÍM

URL1: Supplement Clinic.com

URL2: LycoRed.com