Esposizione alimentare umana ai nanomateriali

Gli imballaggi prodotti con nanocompositi polimerici (PNC) potrebbero essere una fonte di esposizione alimentare umana ai nanomateriali ingegnerizzati (ENM).

Gli imballaggi basati sulla nanotecnologia possono migliorare la qualità e la sicurezza degli alimenti. Tuttavia, studi precedenti hanno dimostrato che i PNC (polymer nanocomposites) rilasciano ENM (Enginereed. NanoMaterial) agli alimenti prevalentemente in uno stato disciolto, ma la maggior parte di questo lavoro utilizzava simulanti alimentari come l'acido acetico diluito e l'acqua, lasciando domande su come le sostanze negli alimenti reali possono influenzare l'esposizione.

L'imballaggio antimicrobico è in fase di sviluppo per estendere la durata di conservazione e la sicurezza di alimenti e bevande. Tuttavia, vi è preoccupazione per il trasferimento di materiali potenzialmente dannosi, come le nanoparticelle d'argento, da questi tipi di contenitori ai materiali di consumo. Ora, i ricercatori, che riportano in ACS Applied Materials & Interfaces, (1) illustrano che l'argento incorporato in una plastica antimicrobica può lasciare il materiale e formare nanoparticelle negli alimenti e nelle bevande, in particolare in quelli dolci e zuccherini.

Alcuni polimeri contenenti nanoparticelle o nanocompositi possono rallentare la crescita di microrganismi responsabili del deterioramento di alimenti e bevande e malattie di origine alimentare.

Sebbene questi polimeri non siano attualmente approvati per l'uso negli imballaggi negli Stati Uniti, i ricercatori stanno studiando vari tipi di polimeri incorporati in nanoparticelle che potrebbero essere incorporati nei contenitori in futuro. Studi precedenti hanno dimostrato che alcuni di questi polimeri possono lisciviare nanoparticelle, composti disciolti e ioni in simulanti alimentari a base acquosa, ma finora si sa poco su come tali imballaggi potrebbero interagire con cibi e bevande reali.

Alcuni composti di zucchero, che sono ingredienti alimentari tipici, possono convertire efficacemente gli ioni d'argento in nanoparticelle potenzialmente dannose e potrebbero quindi essere ingeriti dagli esseri umani. Quindi, il dottor Timothy Duncan (2) e colleghi volevano vedere come gli ingredienti complessi negli alimenti e nelle bevande zuccherini influenzassero la formazione di queste nanoparticelle, sia quando esposti direttamente all'argento disciolto sia quando sono conservati all'interno di imballaggi rivestiti d'argento.

Per testare gli aggregati d'argento disciolti in miscele commestibili complesse, i ricercatori hanno aggiunto l'argento in cibi e bevande liquidi, comprese soluzioni dolcificate naturalmente e artificialmente, soda, latte, succhi, yogurt e una sospensione a base di amido. Le miscele sono state incubate a 104 F per 10 o più giorni, simulando la conservazione a lungo termine in un materiale di confezionamento.

Le nanostrutture sono state rilevate a due concentrazioni di argento, una alla scala prevista dalla lisciviazione a contatto con il polimero e l'altra a una concentrazione irrealisticamente alta, consentendo al team di monitorare la formazione di nanoparticelle a occhio. I liquidi zuccherini con amidi, citrati e grassi avevano il maggior numero di nanoparticelle, mentre i liquidi acidi inizialmente formavano aggregati d'argento che in seguito si dissolvevano.

In un altro esperimento, i ricercatori hanno conservato l'acqua e due liquidi zuccherini in piccoli pacchetti di polimero di polietilene intrecciato con argento a 104 F per 15 giorni. C'è stato un rilascio iniziale di argento disciolto dalla superficie del polimero, ma solo le soluzioni zuccherine hanno sostenuto un'ulteriore lisciviazione e la creazione di nanoparticelle.

I ricercatori hanno concluso che l'esposizione alimentare di nanoparticelle d'argento è possibile da cibi e bevande zuccherati confezionati in materiali antimicrobici nelle condizioni tipiche della conservazione a lungo termine.

Gli autori riconoscono i finanziamenti della Food and Drug Administration degli Stati Uniti e dell'Oak Ridge Institute for Science and Education.

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Riferimenti:

(1) Food and Beverage Ingredients Induce the Formation of Silver Nanoparticles in Products Stored within Nanotechnology-Enabled Packaging

(2) Timothy V. Duncan

Descrizione foto: L'argento incorporato in una plastica antimicrobica può lasciare il materiale e formare nanoparticelle negli alimenti e nelle bevande, in particolare in quelli dolci e zuccherini. - Credit: Adattato da ACS Applied Materials & Interfaces 2021, DOI: 10.1021/acsami.0c17867.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Nanotech plastic packaging could leach silver into some types of foods and beverages