Nanofood in Japan

Kikuo Hayakawa, NOST Tokyo

Origineel gepubliceerd op de site van Agentschap NL.

Samenvatting

Op de Japanse markt zijn tot nu toe 48 voedingsproducten en dranken gelanceerd, die claimen nano-ingrediënten te bevatten. In de claim stellen de producenten dat deze ingrediënten de functies van het product verbeteren. Colloïdale platina nanodeeltjes zijn voor het eerst in Japan ontwikkeld en toegepast in de voedingsmarkt. De sterke anti-oxidatie eigenschappen van deze platina-deeltjes katalyseren naar verwachting de reductie van het zogenaamde “reactive oxygen species” (ROS) in het menselijk lichaam en vertragen zodoende het verouderingsproces. Twintig procent van de grote Japanse voedingsbedrijven heeft nanotechnologie toegepast bij de productie van voedingsmiddelen. De Japanse nanofood-markt had in 2010 een omvang van 185 miljoen euro. Het Japanse Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) schat dat deze markt in 2030 tot 2,3 miljard euro zal zijn uitgegroeid. Doorbraken in nanotechnologie voor voeding moeten de verschillende functies en de veiligheid van voedsel en dranken verbeteren. Het Japanse overheidsinstituut voor voedingsonderzoek NFRI heeft de afgelopen jaren een belangrijke rol gespeeld in het fundamentele nanotechnologische voedingsmiddelenonderzoek dat gericht is op de ontwikkeling van nanomaterialen voor voeding en het testen van de veiligheid van deze materialen in het menselijk lichaam.

Nanofood in de markt
Nanofood wordt in het rapport “Nanotechnology in Agriculture and Food”, gedefinieerd als voedsel waarin of waarbij nanodeeltjes, nanotechnologische technieken of hulpmiddelen zijn gebruikt tijdens het verbouwen, produceren, verwerken of verpakken (1).  Nanofood wordt wereldwijd al aan consumenten verkocht. Volgens het “Project on Emerging Nanotechnologies” zijn er tot maart dit jaar 105 voedingsproducten of dranken op de wereldmarkt (2). Het betreft producten voor koken, maaltijden, bewaren en supplementen. Volgens het Japanse overheidsonderzoeksinstituut National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) zijn er hiervan 48 afkomstig uit Japan (3). Op de labels van deze producten komen de volgende claims voor (4):

Nanofood wereldwijd

– Melkchocolade shake met cacao-nanopoeder (versterkt de smaak).
– Nanothee (verbeterde seleen-adsorptie).
– Brood met nanocapsules (micellen) met visolie (onderdrukking van vislucht, bevordering van olie-adsorptie).
– Koolzaadolie (Canola) (verbetering vitamine-adsorptie).
– 30 nm micel-supplementen: vitamineD, E, CoQ10, e.d. (verbeterde adsorptie).
– Colloïde platina nanodeeltjes (anti-oxidatie).
– Plastic bierflessen met hybride zuurstofbarrièrecoating van nylon en nano-klei (langere bewaartijd).
– Keukengerei met zilver nanodeeltjes (antibactiële activiteit).
– Bewaardozen voor voedingsmiddelen met zilver nanodeeltjes (antibacteriële activiteit en daardoor langere bewaartijd).

Nanofood in Japan

– Platina nano-colloïden/deeltjes (anti-oxidatie).
– Platina yoghurt en drinkyoghurt (idem).
– Platina nano-colloïde poeder (idem).
– IASO kauwgum.
– Platina water (idem).
– Salad Suppli (salade dressing met platina nano-colloïden (idem).
– Platina nano-colloïde supplementen (capsules) (idem).
– Soep met platina nano-colloïden.
– Nano co-enzym Q10, e.d. (ingebracht in cyclodextrine).
– Nano-collageen (onbekend).
– Germanium water (onbekend).
– Zilver nanocolloïden tablet (anti-geur).

In aanvulling op deze lijst blijkt dat in Japan ook silica in nano-afmetingen wordt gebruikt tijdens het voedselverwerkingsproces, nano-klei als voedselingrediënt en liposoom met lactoferine in nano-vorm in voedingsmiddelen voor de gezondheid. Het aanbrengen van gasbarrièrelagen in voedselverpakkingen is  ondertussen een wijdverbreid nanotechnologisch proces, dat gebruik maakt van aluminium chemical vapor deposition. In Japan zijn Toray Advanced Film Co., Ltd. en Mitsui Chemicals Tohcello, Inc. de  marktleiders.

Figuur 1. Voorbeelden van producten op basis van colloïdale platina nanodeeltjes (Bron: Apt Co., Ltd.).

Platina- en zilver-nanodeeltjes
In Japan is er veel nanofood met platina te verkrijgen. Van de overgangsmetalen zijn tot nu toe alleen goud en platina goedgekeurd voor gebruik als additief. Deze metalen katalyseren de chemische reductie van het zogenaamde Reactive Oxygen Species (ROS), zuurstofradicalen die schade kunnen toebrengen aan het DNA en andere delen van lichaamscellen. Platinadeeltjes vertonen deze eigenschap wanneer zij kleiner zijn dan 100 nanometer (nm), de bovengrens voor nanodeeltjes. Professor Yusei Miyamoto was de eerste onderzoeker  die in 2003 als colloïdale platina nanodeeltjes (CPN) onderzocht en ontdekte dat platina in deze vorm effectief ROS kon reduceren.

Figuur 2. Parameters na consumptie van Apt’s CPN (Bron: Apt Co. Ltd.).

Tegenwoordig zijn de Japanse bedrijven Apt Co. Ltd. en DHC Corp. de belangrijkste makers van supplementen met CPN. Supplementenbedrijf DHC verkoopt CPN in 230 varianten aan allerlei voedingsbedrijven. Apt levert CPN aan bedrijven die voedingsmiddelen, supplementen, mondspoelwater en cosmetica maken (zie figuur 1). Het bedrijf claimt dat CPN een significante daling van het ‘slechte’ cholesterol in het bloed bewerkstelligen (zie figuur 2). Apt’s representative director Minenobu Okayama gaf aan dat zelfs in Japan platina in voedingsmiddelen en dranken nog weinig bekendheid geniet. De omzet is daarom nog niet bijzonder groot. Mondspoelwater met CPN is nu geaccepteerd door de consument en de verkoop vertoont een stijgende lijn. Tandklinieken in Japan introduceren dit spoelwater bij hun patiënten. Volgens de heer Okayama was de CPN-markt in 2010 in Japan ongeveer 18 miljoen euro groot.

Zilver nanodeeltjes worden al overal toegepast in keukenproducten. In Japan maken Nihon ION Corp. en Toyo Seikan Kaisha en andere bewaardozen voor voedsel met dit soort deeltjes, waardoor bacteriën minder kans krijgen te groeien.

Figuur 3. Voedselnanotechnologieproject (Bron: NFRI).

Voedingsnanotechnologieproject
Het National Food Research Institute (NFRI) is het leidende Japanse onderzoeksinstituut op het gebied van nanofood. Het is betrokken in onderzoek naar de verwerking van nanodeeltjes in voeding en de ontwikkeling van technologieën die de functie van deze deeltjes in voeding kunnen analyseren en evalueren (zie figuur 3). Dit onderzoek vindt plaats in het kader van een vijf jaar durend voedselnanotechnologieproject, waaraan Dr. Shigeru Sugiyama, hoofd van het Nano-Biotechnology Laboratory van de divisie Food Engineering leiding geeft. Het project is een samenwerkingsverband van vijftien onderzoeksinstituten van universiteiten en bedrijfsleven, waaronder het National Research Institute of Fisheries Research van de Tsukuba Universiteit en het bedrijf Kagome (tomaten/ketchup).

Het project heeft een budget van 5,5 miljoen euro, afkomstig van het Japanse ministerie van landbouw ( Ministry of Agriculture Forestry and Fisheries, MAFF). Onderwerp van onderzoek zijn rijstpoeder en carotenoïde emulsies met deeltjes met een diameter van 100 tot 300 nm, die als voedingsingrediënt gebruikt kunnen worden. Ook worden micro-nano luchtbelletjes bestudeerd met een afmeting van 300 nm. Door middel van systematisch onderzoek en gegevensverzameling willen de onderzoekers de structuur en textuur, de verwerkbaarheid, de fysische eigenschappen en de stabiliteit in kaart brengen. Hoofdmoot van dit onderzoek zijn de biologische effecten, de veiligheid van de toepassing van deze deeltjes en mogelijkheden om nieuwe voedingsmaterialen te maken. Deze nieuwe materialen kunnen de aanzet geven tot de ontwikkeling van een nieuwe industrie. De onderzoekers hopen het project en de bijbehorende rapportage te kunnen afronden in 2012.

Toekomstige ontwikkelingen en veiligheidsissues
Volgens een rapport van  een bijeenkomst van experts van de FAO/WHO in de VS in 2009 was de nanofoodmarkt in 2006 5 miljard euro groot en wordt een groei verwacht tot 14 miljard euro in 2015. De Japanse marktomvang was 185 miljoen euro in 2010 en zal volgens schattingen van METI in 2020 gestegen zijn tot 1,38 miljard euro en in 2030 tot 2,3 miljard. Algemeen wordt aangenomen dat er al meer dan 48 voedingsmiddelen of supplementen met nanodeeltjes op de markt zijn in Japan. In 2009 deed de Food Safety Commission of Japan (FSCJ) een studie waaruit bleek dat al meer dan twintig procent van de belangrijkste Japanse voedingsmiddelenbedrijven nanotechnologieën gebruikte in hun productieprocessen. Tien procent van deze bedrijven is van plan concrete nanoproducten te gaan ontwikkelen. De commissie heeft de volgende indeling gemaakt in voedingsmiddelen en verpakkingsmaterialen (zie tabel 1).

Tabel 1. Categorieën nanofood in Japan (2009).

Tabel 1 toont de huidige ontwikkelingen en toekomstmogelijkheden van nanofood en –verpakkingen. In het algemeen wordt van voedingsmaterialen en additieven met nano-afmetingen verwacht dat zij een betere smaak hebben, de opname van olie verminderen en de kwaliteit en houdbaarheid van het voedsel verhogen. Nano-capsules hebben het voordeel dat zij nare geuren verbergen zonder de smaak aan te tasten. De gasbarrières in plastic flessen en andere verpakkingsmaterialen maken dat voedsel langer bewaard en daardoor over grotere afstanden verscheept kan worden. Verder kan nanofood een kortere kooktijd betekenen en ziekenhuismaaltijden en voeding voor ouderen verbeteren. Ook wordt verwacht dat nanofood een bijdrage kan leveren aan de vermindering van voedselafval. Japan hoopt dat de nanotechnologie kan bijdragen tot meer zelfvoorziening in de voedselvoorziening (5). Meer dan zestig procent van voedingsmiddelen en dranken wordt nu geïmporteerd uit het buitenland (zie artikel Paul op den Brouw). Maar nanofood heeft ook in Japan nog een lange weg te gaan. De industrie heeft tot nu toe vooral ervaring met de eerdergenoemde barrièrematerialen.

Veiligheid blijft een hot issue, omdat nanomaterialen de potentie hebben schade toe te brengen aan de gezondheid. Veiligheidsmaatregelen en –richtlijnen leiden wereldwijd tot felle discussies. Op dit moment zijn er geen regels of richtlijnen voor nanofood in Japan. Bedrijven kunnen hun nano-voedingsmiddelen gewoon verkopen zolang de materialen en additieven zijn goedgekeurd voor gebruik in Japan. De Europese Unie voert de verplichte labeling aan van producten met nano-ingrediënten om consumenten te helpen bij het maken van keuzes. Japan is pas onlangs begonnen met de discussie over de veiligheid van nanofood. De focus ligt daarbij op een tweetal issues. De eerste is de noodzaak van een internationale overeenstemming over de te hanteren definitie van nanofood. De tweede is de noodzaak van ontwikkeling van betrouwbare evaluatiemethoden voor het risico van nanotechnologie in voedsel.

(Vertaald uit het Engels door TWA)

Bronnen
1. Nanotechnology in Agriculture and Food (2006) – http://www.nanoforum.org/.
2. The Project on Emerging Nanotechnologies – http://www.nanotechproject.org/.
3. Nanotechnology-claimed Consumer Products Inventory in Japan by AIST – www.aist-riss.jp/db/nano/.
4. Nanofood in Japan and world, safety and future, by Dr. Shigeru Sugiyama, Nano-Biotechnology Laboratory, National Food Research Institute.
5. TA Report – Food Nano, by Innovation and Institutionalization of Technology Assessment in Japan(i2ta), February 2011 – http://www.i2ta.org/.