Nanotechnologie ist heute in aller Munde. Auch die Bundesregierung sieht in der Nanotechnologie eine Chance zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit unserer Wirtschaft, indem sie die Entwicklung vorteilhafter Produkte fördert. Einige Experten sprechen bereits von der Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts.


Was heißt Nanotechnologie?

Das BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung) hat die Nanotechnologie anhand der Größe der eingesetzten Partikel definiert. Danach werden beim Einsatz der Nanotechnologie in der Produktherstellung Stoffe mit einer Partikelgröße zwischen 0,2 und 100 Nanometern (10-9 Meter) zugesetzt. In diesem Größenbereich befinden sich auch viele natürlichen biologischen Strukturen. So hat zum Beispiel DNA eine Länge von ca. 2-2,5 nm. Enzyme haben mittlere Durchmesser von mehreren Nanometern, wobei die metabolisch wichtige ATP Synthese mit ca. 10-15 nm relativ groß ausfällt. Doppelmembrane, die aus zwei übereinanderliegenden Lipid-Doppelschichten bestehen und die strukturelle Grundlage aller Zellmembranen bilden, haben eine Schichtdicke von ca. 7,5 nm.


Was wird bezweckt?

Ziel der Nanotechnologie ist die Herstellung von Nanopartikeln für neue oder optimierte Produkte mit definierten Eigenschaften, die durch die Größe entstehen. So kann es gerade im Nanobereich zu wesentlichen Änderungen in chemischen und physikalischen Eigenschaften im Vergleich zum größeren Partikel kommen, da bei Nanopartikeln die reaktionsfähige Oberfläche größer wird.


Differenzierung unerlässlich!
Nanotechnologie nicht per se risikoreich

Der Begriff Nanotechnologie sollte als Oberbegriff gesehen werden, die in eine herkömmliche natürliche mit biologischen Grundstoffen (organisch) und synthetische (anorganisch) Nanotechnologie zu unterteilen ist. Der Milchindustrie-Verband fordert deshalb auch bei der Nanotechnologie eine wissenschaftlich basierte und differenzierte Sachinformation. In besonderer Verantwortung stehen hier die verschiedenen wissenschaftlichen Institute. Es darf nicht, ähnlich wie bei der Gentechnik, dazu kommen, dass ideologisch geprägt ein Gefahrenpotential kommuniziert und der Verbraucher irregeführt wird.


Milch enthält natürlicherweise Nanopartikel

Milch und Milcherzeugnisse gibt es seit Jahrtausenden. In diesen befinden sich natürlicherweise Teilchen, die wegen ihrer Partikelgröße entsprechend der oben genannten Definition zu den Nanopartikel zu zählen sind. Dies sind beispielsweise die Caseine, Molkenproteinen, Immunoglobuline. Solche natürlichen Nanopartikel und deren Veränderungen im Rahmen der üblichen Milchbehandlung sind somit im Milchsektor nichts Neues, auch wenn sich die Technologie im häufig nanoskaligen Größenbereich abspielt. Beispielsweise wird durch den Einsatz von Lab bei der Käseherstellung vom Inhaltsstoff Casein (100-200 nm) enzymatisch ein Zuckerrest abgespalten. Damit wird die seit Tausenden von Jahren praktizierte Gerinnung der Milch eingeleitet.

Milch und Milchprodukte stellen mit ihren natürlichen Nanopartikeln kein Risiko für den Verbraucher dar und es bedarf keiner Risikobewertung im Rahmen der Diskussion um Nanotechnologie. Ansonsten besteht die Gefahr, dass Lebensmittel unberechtigt in Frage gestellt werden. Gleichzeitig würden Innovation und Forschung bei anderen bzw. neuen Lebensmitteln mit z. B. gesundheitlichem Zusatznutzen be- oder sogar verhindert.

Auch die inzwischen zur Milchverarbeitung eingesetzte Nanofiltration - eine Weiterentwicklung der Ultrafiltration - stellt lediglich ein Filtrationsverfahren dar, das rein physikalisch zur Abtrennung oder Anreicherung natürlicher Milchinhaltsstoffe, z. B. Lactose oder Peptide genutzt wird. Bei diesem Verfahren werden keine anorganischen Nanokomponenten aus Milch synthetisiert.

Unabhängig davon haben Hersteller/Inverkehrbringer/Weiterverarbeiter von Produkten, denen synthetische Stoffe mit einer Partikelgröße von 0,2 bis 100 nm zugesetzt werden, im Rahmen ihrer Sorgfaltspflicht die aktuellen lebensmittelrechtlichen und sonstigen Bestimmungen einzuhalten. Es existiert damit bereits eine weitreichende Rechtsbasis.

Diese Beispiele verdeutlichen, dass das Thema Nanotechnologie auf jeden Fall differenziert zu betrachten ist, um Schaden von etablierten Produkten und Verfahren abzuhalten.

Grundsätzlich gelten die allgemeinen und speziellen lebensmittelrechtlichen Vorgaben. Bei Produkten mit im Sinne der Novel Food VO neuen Zutaten, ist diese noch zusätzlich zu beachten.


BfR fordert gesundheitliche Unbedenklichkeit

Aus Sicht des BfR sind in Zusammenhang mit der Nanotechnologie noch viele Fragen offen. So ist unklar, ob der erwünschte Nutzen neuer Produkte mit Nanotechnologie nicht auch mit unbekannten Risiken verknüpft sein könnte. So kann es sein, dass größere Moleküle im Vergleich zu Nanopartikeln die Zellwand nicht passieren. Bei Lebensmitteln spielt zudem eine evtl. schnellere Resorption eine Rolle. Für das BfR ist es fraglich, ob zugelassene Mikro-Komponenten auch in der Nanoform unbedenklich sind. Deshalb sind in Zukunft geeignete Teststrategien zur Ermittlung gesundheitlicher Risiken die Herausforderung. Hierbei handelt es sich um gesundheitliche Risiken für den Menschen durch die Aufnahme über Luft (Lungengängigkeit), Wasser, Kleidung, Haut, Lebensmittel, Arzneimittel und Kosmetika sowie um Umweltrisiken.


Synthese von Nanopartikeln nichts Neues

Seit Jahrzehnten werden Nanopartikel auch synthetisiert, wenngleich der Anteil in der Umwelt heute noch zu vernachlässigen ist. Hierbei handelt es sich z. B. um Kohlenstoffpartikel, pyrogene Kieselsäuren, Aluminium, Zink- und Eisenoxid, Titandioxid oder Siliciumdioxid. Sie werden z. B. in den Bereichen Sensorik, Elektronik, Automobil, Luftfahrt, Medizin und Kosmetik eingesetzt. Beispielsweise sind Titandoxid- und Zinkoxid-Nanopartikel als UV-Filter in Sonnenschutzmitteln und Textilien wirksam. In der Medizintechnik sind Nanopartikel für den Transport von Medikamenten relevant. Rein metallisches Silber kann in Kunststoffen und z. B. Lacken verwendet werden. In Kosmetika sind neue Farbeffekte oder Möglichkeiten einer optischen Faltenreduzierung denkbar.

Zukünftig wird insbesondere die Ausweitung im medizinischen Sektor, z. B. bei Diagnostika und der Entwicklung verträglicher Medikamente im Vordergrund stehen.

Für die Lebensmittelindustrie wird die Entwicklung von Novel Foods als relevant angesehen. Das BMELV (Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz) sieht Rieselhilfen zur Haltbarkeitsverlängerung, Nanoprodukte zur Färbung von Lebensmitteln oder als Filtermaterialien als innovativen Ansatz. Darüber hinaus kann die Verkapselung von Aromateilchen in Nanopartikeln eine Aromaentfaltung zum gewünschten Zeitpunkt ermöglichen.

Bei Bedarfsgegenständen kann die Entwicklung von Verpackungen mit Barrieren gegenüber qualitätsbestimmenden Komponenten, z. B. Sauerstoff oder Licht oder von Kontaminanten interessant werden. Außerdem wäre die Fixierung von Druckfarben oder eine Beschichtung von Verpackungsmaschinen mit Silber-Nanopartikeln sinnvoll, um die Reinigung zu optimieren.

Weitere Anwendungsbereiche könnten mit Nanoteilchen modifizierte Textilien sein, die schmutzabweisend sind oder auch wasserabweisende Oberflächen. Das BfR spricht zudem von antimikrobiell wirksamen Silber-Nanopartikeln in Schuhsohlen. Die Nanotechnologie kann auch Vorteile bei der Gewässerreinigung bieten.


Nanotechnologie – ein wachsender Markt?

Experten gehen davon aus, dass sich der Markt für synthetische Nanokomponenten ausweitet, obgleich sie heute noch ein hochpreisiges Segment bei einem noch nicht vollständig abzuschätzenden Risiko für Umwelt und menschliche Gesundheit darstellen.

Zwischen echten und angenommenen Risiken ist klar zu unterscheiden. Die BfR-Initiative "Kommunikation über Nanotechnologie aktiver gestalten" ist dabei ein entscheidender Faktor möglichst früh über mögliche Ansätze und Risiken zu informieren, mit dem Ziel der gesellschaftlichen Akzeptanz.

Innovative Produkte schaffen wirtschaftliche Anreize. So stellt der Bund 640 Mio. € von 2006 bis 2009 an Fördermitteln für die Nanotechnologie zur Verfügung. Die Zukunft wird zeigen, ob sich die aktuellen Erwartungen an die Nanotechnologie verwirklichen. Entscheidend dafür ist aber, dass diese Technologie in der öffentlichen Wahrnehmung positiv besetzt wird.


Dr. Gisela Runge, Geschäftsführende Wissenschaftliche Leiterin
Milchindustrie-Verband e.V., Berlin

25.05.2009