Nanotechnologie - die Zukunft der Lebensmittelindustrie?

Verdorbene Milch, die sich rot färbt und Pizza, die jeden Geschmack annehmen kann - ist das die Zukunft der Lebensmittelindustrie? Mit der neuen Nanotechnologie ist fast alles denkbar.

In der Medizin, Physik und Chemie ist Nanotechnologie heute gängig. Auch in der Lebensmittelindustrie hat sie inzwischen Einzug erhalten.
Angefangen hat alles im Jahre 1959, als der US-Physiker und spätere Nobelpreisträger Richard Feynmann sagte: „There is plenty of room at the bottom“. Damals waren die technischen Voraussetzungen für eine Manipulation noch nicht gegeben. Erst 1974 wurde der Begriff der Nanotechnologie von dem Japaner Norio Taniguchi von der Universität Tokio ins Leben gerufen.

Die Nanotechnologie beschäftigt sich mit Teilchen, die kleiner als 100 Nanometer (nm) sind. „Nano“ wird aus dem griechischen übersetzt mit „Zwerg“. Ein Nanometer liegt in der Größendimension von einem Milliardstel Meter. Zur besseren Vorstellung: Das Verhältnis von einem Meter zu einem Nanometer ist gleich wie der Durchmesser des Erdballs zu einer Haselnuss. Jedoch werden nur solche Partikel als Nanopartikel bezeichnet, die vom Menschen verändert wurden und nicht natürlich in dieser Größenordnung liegen.

Was kann Nanotechnologie leisten?

In verschiedenen Produkten des täglichen Gebrauchs wird die Nanotechnologie bereits angewendet. In Farben und Lacken sorgen die Nanopartikel für eine höhere Abriebfestigkeit, in Sonnenmilch bewirken sie einen besseren UV-Schutz und eine bessere Verträglichkeit für Allergiker. Zahncreme unterstützt durch nanotechnologisch hergestellte Materialien den natürlichen Zahnreparaturmechanismus des Speichels und in Hautcremes sorgen Nanokapseln für den Schutz und Transport aktiver Inhaltsstoffe und verbessern die pflegende Wirkung.

Auch in Textilien findet die Nanotechnologie Anwendung. Hier gibt es beispielsweise antibakterielle Socken oder Kleidungsstücke, die gegen Wasser und Schutz imprägniert sind, so dass selbst Rotwein und Kaffee kein Problem mehr darstellen. Dies gelingt mit dem sogenannten Lotus-Effekt (siehe unten). Auch in der Lebensmittelindustrie verspricht man sich mit Hilfe der Nanotechnologie innovative Möglichkeiten. Der Fantasie sind hierbei keine Grenzen gesetzt. Vorstellbar wäre eine Pizza, die je nach Backtemperatur und -länge ihren Geschmack verändert oder Süßigkeiten, die nicht dick machen.

Der Lotus-Effekt

Die Blätter der Lotuspflanze besitzen eine Noppenstruktur, die sich durch Regen selbst reinigt. Wenn Regentropfen auf die Blätter gelangt und abperlen, schließen diese Schmutzpartikel ein und das Blatt ist sauber. Diese Erkenntnis hat dazu geführt, dass die Ansicht, glatte Flächen können besser sauber gehalten werden, revidiert wurde.

Wird die Nanotechnologie in deutschen Lebensmitteln bereits angewendet?

An der Technologie wird im Lebensmittelsektor schon seit fast 10 Jahren geforscht. In Hilfs- und Zusatzstoffen kommen Nanopartikel schon lange zum Einsatz. Kieselsäure und andere siliziumhaltige Verbindungen werden beispielsweise als Rieselhilfe in Salz oder als Verdickungsmittel zur Verbesserung des Fließverhaltens von Ketchup verwendet. Auch in Nahrungsergänzungsmitteln oder Abnehmprodukten werden Materialien verwendet, die gezielt im Körper freigesetzt werden und somit den Hunger stillen können. Die große Vision ist Nanopartikel herzustellen, welche als Träger von Vitaminen, Spurenelementen, Omega-3-Fettsäuren oder Phytosterinen in funktionellen Lebensmitteln dienen können. Milch könnte so einen höheren Vitamingehalt bekommen, da die Vitamine die Pasteurisation überleben. Auch das Aroma von Tütensuppen würde intensiver werden, wenn die Nanoträger Aromen gezielt beim Kochen freisetzen. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung sind Verpackungen, die mit Nanopartikeln beschichtet sind, um den Inhalt besser zu schützen oder entleeren zu können.

Für den Verbraucher ist es derzeit nicht klar ersichtlich ob ein Produkt Nanopartikel enthält. Die Kennzeichnungspflicht ist in dieser Hinsicht noch lückenhaft. Da bisher speziell für Nanopartikel kaum Analyse- und Messverfahren existieren, ist ein Nachweis recht schwierig. Finden sie jedoch in der Zutatenliste eines Lebensmittels einen der folgenden Stoffe, könnte es sich hierbei um Nanomaterial handeln:

• Kieselsäure/Siliziumdioxid (E 551)
• Titandioxid (E171)
• Beta-Cyclodextrin (E459)
• Liposomen (aus Lecithin E322 herstellbar)
• Mais-Proteine
• Silber
• Zinkoxid
• Aluminiumsilikat
• Silizium, Calcium, Magnesium

Schaden und Risiko durch Nanopartikel

Nanopartikel können über die Luft, Wasser, Kleider, Haut, Lebensmittel, Arzneimittel oder Kosmetika aufgenommen werden. Was sie schlussendlich für Auswirkungen auf den menschlichen Organismus haben können, ist noch nicht erforscht. Ebenso die Frage, ob die Nanopartikel verklumpen und sich im Körper ablagern. In Tierversuchen, in denen hoch dosierte Mengen verabreicht wurden, kam es zu toxikologischen Risiken. Zu nennen sind hier Entzündungen des Lungengewebes, welche zu Lungenkrebs führen, Schädigungen von Zellmembranen und eine damit einhergehende Verminderung der Zellaktivität und -teilung sowie die Überwindung der Blut-Hirnschranke. Allerdings gilt für die Produkte, welche auf dem Markt sind, dass der Hersteller für ihre Sicherheit und Verträglichkeit haftet.

Weiter sind die Folgen auf die Umwelt nicht geklärt. Wie wirken sich z. B. größere Mengen an Silber auf die Biosysteme der Kläranlagen aus? Welchen Einfluss haben Verpackungen, die mit Nanopartikeln beschichtet sind, bei der Abfallbeseitigung? Eine umfassende Risikobewertung die sowohl die Produktherstellung wie auch die Produktverwendung und -entsorgung miteinbezieht ist notwendig, um ein abschließendes Urteil aussprechen zu können.

Risikoeinschätzung bei Verbrauchern

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat im Jahr 2007 eine repräsentative Befragung über die Einstellung zur Nanotechnologie bei Verbrauchern durchgeführt. Das Ergebnis ist eindeutig:

66 % der Befragten versprechen sich von der Technologie eher einen Nutzen als Risiken. Jedoch wird sie nicht in allen Anwendungsbereichen gleichermaßen toleriert. Je näher der Kontakt der Verbraucher mit dem Produkt wird, umso geringer ist die Akzeptanz des Einsatzes. So befürworten 86 % der Befragten einen Einsatz in Farben und Lacken, jedoch nur 53 %, wenn es sich um Verpackungsmaterial und Sonnenschutzmittel handelt. 69 % lehnen Nanopartikel in Lebensmitteln ab, die als Rieselhilfe dienen, 84 % möchten keine Lebensmittel, die durch Nanotechnologie länger ansehnlich gehalten werden.

In dieser Befragung wurde auch deutlich, dass das Risiko von den befragten Verbrauchern nicht nach Fakten beurteilt wird, sondern mehr nach emotionalen Kriterien. „Die so genannten gefühlten Risiken spielen bei der Wahrnehmung neuer Technologien eine bedeutende Rolle“, sagt BfR-Präsident Prof. Dr. Dr. Andreas Hensel. Trotzdem informieren sich die Verbraucher über das Thema, überwiegend über das Fernsehen, Tageszeitung, Zeitschriften und Internet. Am glaubwürdigsten schätzen die Befragten Informationen von Verbraucherorganisationen, wie Verbraucherzentrale und Stiftung Warentest, und der Wissenschaft ein (jeweils 92 %). Nur 32 % bzw. 23 % vertrauen den Informationen von Wirtschaft und Politik.

Weitere Informationen und Quellen

UGB-Forum 4/07
KnackPunkt 8/2007
Alimenta Nr. 14, 11.7.2006
Stuttgarter Zeitung, 18.10.2006
Bundesinstitut für Risikobewertung, Ausgewählte Fragen und Antworten zur Nanotechnologie. 15.11.2006
Verbraucher konkret 4/06
Ministerium für Arbeit und Soziales, Nanopartikel - Anwendungen und mögliche Risiken 5/2006
Faszination Nanowelten 2005
Nanotechnologie bei Food-Monitor
Nanotechnologie beim Bundesinstitut für Risikobewertung

Quelle: Infodienst der Landwirtschaftsverwaltung