14.10.2010

Max Rubner-Institut - Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel

Nanotechnologie in Lebensmitteln

Großen Zuspruch hatte die Max Rubner Conference zum Thema Nanotechnologie in Lebensmitteln, die vom 10. bis 12. Oktober 2010 in Karlsruhe stattgefunden hat. Schon in den ersten Vorträgen zeigte sich allerdings, dass hier noch viele offene Fragen bestehen und intensive Forschungsbemühungen von Nöten sind.

Was ist „Nano“ eigentlich? Allein für diese Frage ergaben sich aus den Vorträgen des international besetzten Wissenschaftler-Kreises der Max Rubner Conference ganz unterschiedliche Ansätze und Definitionen. Wenn auf konventionelle Art eine nur 50 Nanometer starke Aluminium-Beschichtung auf Lebensmittelverpackungen aufgebracht wird, wie von Prof. Horst-Christian Langowski vom Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackungen (IVV) vorgestellt, kann darüber diskutiert werden, ob diese Schicht mit großer Flächenausdehnung dennoch „Nano“ ist. Da die Definition von „Nano“ allein über die Größe (1-100 Nanometer) offensichtlich nicht ausreichend ist, werden häufig Ergänzungen wie „bewusst hergestellt“ („engineered nanoparticle“) und „mit neuer Funktionalität“ von den Wissenschaftlern verwendet. Doch was bedeutet „bewusst“ hergestellt? Eine Frage, die auch in der an die Konferenz anschließenden Podiumsdiskussion ohne endgültiges Ergebnis diskutiert wurde. Der Bedarf einer einheitlichen, allgemein anerkannten Definition war dagegen unumstritten.

Geforscht wird zur Nanotechnologie derzeit vor allem zu Anwendungsfragen, etwa der Verbesserung von sensorischen Produkteigenschaften, zu nanoskaligen Sensoren oder im Bereich der Optimierung von Verpackungsmaterialien – das spiegelten auch die Vorträge der Referenten wieder. Ein besonders wichtiges Thema ist dabei die Analytik im Nanobereich. Schon die Identifizierung und Charakterisierung von Nanomaterialien stellt die Wissenschaft vor große Herausforderungen. Da „Nano“ alle Stoffgruppen umfassen kann und die Partikel damit die verschiedensten chemischen und physikalischen Eigenschaften aufweisen, ist es schwierig, eine universelle Detektions-und Charakterisierungsmethode zu finden. Nanopartikel können ebenso natürlichen wie auch synthetischen Ursprungs sein, sie umfassen Substanzen, die natürlicherweise im menschlichen Stoffwechsel vorkommen – oder auch nicht. Laetitia Pele vom MRC Human Nutrition Research-Institut in Cambridge stellte als Beispiel für Nanopartikel natürlichen Ursprungs das Ferritin, ein Protein, das im Körper als Eisenspeicher fungiert, vor und das Titandioxid als vom Menschen hergestellte Nanopartikel, die unter anderem dafür verwendet werden können, Lebensmittel aufzuhellen. Dabei können die bewusst hergestellten Nanopartikel wiederum in verschiedenen Formen zugeführt werden. Es besteht etwa die Möglichkeit, Nanopartikel des Vitamins A, von einem ebenfalls nur Nanometer-großen, Container umschlossen in Reiskörner einzuschleusen, wie Prof. Windhab ausführte. Selbstverständlich verhält sich ein solcher Nano-Container bezogen auf seine physikalischen Eigenschaften und seine physiologischen Wirkungen anders als wenn der Inhaltsstoff ungeschützt in den Stoffwechsel eintritt.
Wobei dieser großen Anforderung an die Analytik inzwischen ein breites Methodenrepertoire gegenübersteht, um tatsächlich „maßgeschneiderte“ Lösungen für die einzelnen Nanomaterialien zu entwickeln, wie Dr. Stefan Weigel vom Institut für Lebensmittelsicherheit der Universität Wageningen in den Niederlanden (RIKILT) zeigen konnte. Auch das Max Rubner-Institut wird in Zukunft intensiv auf diesem Gebiet arbeiten. Eine zuverlässige Analytik ist der erste Schritt für die Überwachung und Absicherung vor eventuellen Risiken auf dem Gebiet der Nanotechnologie.

Überraschend auch für viele Teilnehmer der Konferenz war die von mehreren Referenten, unter anderem von Dr. Anne Theobald von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheitheits (EFSA), vorgetragene Aussage, dass in Deutschland und Europa derzeit keine Lebensmittel mit beigefügten Nanopartikeln auf dem Markt seien. Etwas anders sieht es allerdings im außereuropäischen Ausland, etwa Asien und Amerika und auf dem Gebiet der Verpackungen aus. Insgesamt scheinen die immensen Kosten für Produktentwicklung, Technologie sowie Sicherheitsuntersuchungen die Anwendung von Nanomaterialien zu begrenzen.

Einer Aussage konnten alle Wissenschaftler der Konferenz zustimmen: Im Falle von Nanomaterialien können kaum generelle Aussagen gemacht werden. Angefangen bei der Analytik, über die technologischen Nutzungsmöglichkeiten bis hin zu Risiken muss immer über den Einzelfall gesprochen werden. Auch wenn dies die derzeit zunehmende Werbung auf der einen Seite für Produkte mit „Nano“-Zusatz und auf der anderen Seite die Warnung vor Nanopartikeln suggeriert: die Gruppe der Nanomaterialien ist entschieden zu vielseitig für allgemeine Wertungen.

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